論文の概要: A simple formulation of no-cloning and no-hiding that admits efficient
and robust verification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.02662v2
- Date: Mon, 29 May 2023 06:41:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 01:16:46.779277
- Title: A simple formulation of no-cloning and no-hiding that admits efficient
and robust verification
- Title（参考訳）: 効率的でロバストな検証を許容するノークローニングとノーハイディングの簡単な定式化
- Authors: Matthew Girling, Cristina Cirstoiu, David Jennings
- Abstract要約: 不和合性は古典理論とは別の量子論の特徴である。
ノーハイディング定理(英: no-hiding theorem)は、ブラックホール情報パラドックス(英語版)の文脈で生じる別の例である。
量子論の基本的特徴のどちらも、効率的な検証が可能な単一形式で定式化する。
- 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: Incompatibility is a feature of quantum theory that sets it apart from
classical theory, and the inability to clone an unknown quantum state is one of
the most fundamental instances. The no-hiding theorem is another such instance
that arises in the context of the black-hole information paradox, and can be
viewed as being dual to no-cloning. Here, we formulate both of these
fundamental features of quantum theory in a single form that is amenable to
efficient verification, and that is robust to errors arising in state
preparation and measurements. We extend the notion of unitarity - an average
figure of merit that for quantum theory captures the coherence of a quantum
channel - to general physical theories. Then, we introduce the notion of
compatible unitarity pair (CUP) sets, that correspond to the allowed values of
unitarities for compatible channels in the theory. We show that a CUP-set
constitutes a simple 'fingerprint' of a physical theory, and that
incompatibility can be studied through them. We derive information-disturbance
constraints on quantum CUP-sets that encode both the no-cloning/broadcasting
and no-hiding theorems of quantum theory. We then develop randomised
benchmarking protocols that efficiently estimate quantum CUP-sets and provide
simulations using IBMQ of the simplest instance. Finally, we discuss ways in
which CUP-sets and quantum no-go theorems could provide additional information
to benchmark quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 不整合性は古典理論とは切り離す量子理論の特徴であり、未知の量子状態のクローンができないことは最も基本的な例の1つである。
ノンハイディング定理は、ブラックホール情報パラドックスの文脈で発生する同様の例であり、ノンクローニングと双対であると見なすことができる。
ここでは、これらの量子理論の基本的特徴のどちらも、効率的な検証が可能であり、状態の準備と測定で生じる誤りに対して堅牢である単一の形式で定式化する。
我々は、量子論において量子チャネルのコヒーレンスを捉える平均的なメリットであるユニタリティの概念を、一般的な物理理論にまで拡張する。
次に、その理論における互換性のあるチャネルに対するユニタリティの許容値に対応する互換ユニタリティペア(cup)集合の概念を導入する。
我々は、CUP集合が物理理論の単純な「フィンガープリント」を構成することを示し、不整合性はそれらを通して研究可能であることを示す。
量子論の非閉/ブロードキャスト定理と非隠れ定理の両方をエンコードする量子CUP集合に関する情報分散制約を導出する。
次に、量子カップ集合を効率的に推定し、最も単純なインスタンスのibmqを用いてシミュレーションを行うランダム化ベンチマークプロトコルを開発した。
最後に、カップ集合と量子ノーゴー定理がベンチマーク量子デバイスに付加的な情報を提供する方法について議論する。
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