論文の概要: Limitations of Quantum Measurements and Operations of Scattering Type
under the Energy Conservation Law
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.13433v1
- Date: Thu, 24 Nov 2022 06:28:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-18 22:59:08.639919
- Title: Limitations of Quantum Measurements and Operations of Scattering Type
under the Energy Conservation Law
- Title(参考訳): エネルギー保存則下における散乱型の量子測定と演算の限界
- Authors: Ryota Katsube and Masanao Ozawa and Masahiro Hotta
- Abstract要約: 本研究は, 保存法により, 達成可能な測定精度とユニタリ操作の精度が制限されていることを示す。
エネルギー保存則を満たす散乱過程を用いた量子測定の誤差に対する下界について述べる。
また、制御されたユニタリゲートのゲート忠実度の上界と系のエネルギー変動との関係を定量的に示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: It is important to improve the accuracy of quantum measurements and
operations both in engineering and fundamental physics. It is known, however,
that the achievable accuracy of measurements and unitary operations are
generally limited by conservation laws according to the Wigner-Araki-Yanase
theorem (WAY theorem) and its generalizations. Although many researches have
extended the WAY theorem quantitatively, most of them, as well as the original
WAY theorem, concern only additive conservation laws like the angular momentum
conservation law. In this paper, we explore the limitation incurred by the
energy conservation law, which is universal but is one of the non-additive
conservation laws. We present a lower bound for the error of a quantum
measurement using a scattering process satisfying the energy conservation law.
We obtain conditions that a control system Hamiltonian must fulfill in order to
implement a controlled unitary gate with zero error when a scattering process
is considered. We also show the quantitative relationship between the upper
bound of the gate fidelity of a controlled unitary gate and the energy
fluctuation of systems when a target system and a control system are both one
qubit.
- Abstract(参考訳): 工学と基礎物理学の両方において量子測定と演算の精度を向上させることが重要である。
しかし、測定とユニタリ演算の達成可能な精度は、一般にウィグナー・アラキ・ヤネーゼの定理(WAY定理)とその一般化に従って保存法則によって制限されていることが知られている。
多くの研究は定理を定量的に拡張したが、その多くは元の定理と同様に角運動量保存則のような加法保存則のみに関係している。
本稿では, 普遍的ではあるが非加法的保存則の一つであるエネルギー保存則の限界について考察する。
本稿では,エネルギー保存則を満たす散乱過程を用いた量子計測の誤差に対する下限を提案する。
制御系ハミルトニアンが、散乱過程を考慮すれば、誤差ゼロの制御ユニタリゲートを実装するために満たさなければならない条件を得る。
また、制御されたユニタリゲートのゲート忠実度の上限と、ターゲットシステムと制御システムの両方が1キュービットである場合のシステムのエネルギー変動との関係を定量的に示す。
関連論文リスト
- Quantum Fluctuation Theorem for Arbitrary Measurement and Feedback
Schemes [0.0]
我々は、新しいゆらぎ定理と関連する情報熱力学の第二法則を導出する。
第2法則では、エントロピー生成は測定結果から推測できない粗粒のエントロピー生成によって境界づけられる。
我々は、離散的かつ連続的な測定を行う量子ビットを用いて、この結果を説明し、そこでは、すべての測定強度に対してエントロピー生成に有用なバウンドを提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-21T14:09:30Z) - Fermonic anyons: entanglement and quantum computation from a
resource-theoretic perspective [58.720142291102135]
我々は、フェルミオン性エノンの分離性を定義し、研究するための資源理論フレームワークを開発する。
フェミオンアニオンセパビリティの概念と、それを保存するユニタリ演算は、マッチゲート回路のフリーリソースにマッピング可能であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-06-01T15:25:19Z) - Measurement-Based Control for Minimizing Energy Functions in Quantum
Systems [0.0]
変分量子アルゴリズム(VQA)において、最も一般的な目的は、与えられたエネルギーハミルトニアンの最小エネルギー固有状態を見つけることである。
我々は、与えられたエネルギー関数の最小エネルギー固有状態への収束を保証する十分な制御ハミルトン構造を見つけるという一般的な問題を考える。
ループに量子非分解(QND)測定を組み込むことで、任意の混合初期状態から純粋な状態への収束を確保することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-18T14:36:06Z) - Quantum Ergotropy and Quantum Feedback Control [0.0]
一般量子演算による有限次元量子系へのエネルギー抽出と充電について検討する。
ユニタリ量子演算によるエネルギー変化は、ユニタリ量子演算に対するエルゴトロピー/チャージバウンドによって制限されることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-09T01:31:44Z) - Thermodynamic consistency of quantum master equations [0.0]
変動する第2法則は一般化量子詳細バランス条件(GQDB)として記述できることを示す。
エネルギー保存が平均でのみ必要とされる場合、非ギブシアン定常状態のQMEは一定レベルの熱力学的一貫性を維持することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-12T17:39:54Z) - Canonically consistent quantum master equation [68.8204255655161]
我々は、無限小弱い系-バス結合限界を超えた開量子系の状態を正しく再現する新しい量子マスター方程式を提唱した。
本手法は, 定常状態の減少に関する知識を力学に取り入れることに基づいている。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-05-25T15:22:52Z) - A Quantum Optimal Control Problem with State Constrained Preserving
Coherence [68.8204255655161]
非単体脱コヒーレンスチャネルを特徴とするマルコフ脱コヒーレンスを受ける3レベル$Lambda$型原子を考える。
我々は、デコヒーレンスレベルが予め定義された境界内にある状態制約で量子最適制御問題を定式化する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-24T21:31:34Z) - Maximum entropy quantum state distributions [58.720142291102135]
我々は、保存された量の完全な分布に関する伝統的な熱力学と条件を超える。
その結果、熱状態からの偏差が広い入力分布の極限でより顕著になる量子状態分布が得られた。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-23T17:42:34Z) - Stochastic approximate state conversion for entanglement and general
quantum resource theories [62.997667081978825]
量子資源理論における重要な問題は、量子状態が互いに変換される方法を決定することである。
我々は、状態遷移の忠実さと確率の両方に制限を与えます。
ポーパスク・ロールリッヒ・ボックスと等方性ボックスとの間の忠実度は局所性保存型スーパーチャネルにより増大しないことを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-24T17:29:43Z) - Open-system approach to nonequilibrium quantum thermodynamics at
arbitrary coupling [77.34726150561087]
熱浴に結合したオープン量子系の熱力学挙動を記述する一般的な理論を開発する。
我々のアプローチは、縮小された開系状態に対する正確な時間局所量子マスター方程式に基づいている。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-24T11:19:22Z) - The Quantum Totalitarian Property and Exact Symmetries [0.0]
文学では時折疑問視されてきた点について論じる。
エネルギーと運動量保存法則によって誘導されるすべての対称性は、量子物理学において正確に保持される。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-30T23:16:21Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。