論文の概要: Estimate distillable entanglement and quantum capacity by squeezing useless entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.07228v2
• Date: Wed, 15 Mar 2023 14:49:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-16 10:35:06.514692
• Title: Estimate distillable entanglement and quantum capacity by squeezing useless entanglement
• Title（参考訳）: 無用な絡み合わせによる蒸留可能な絡み合わせと量子容量の推定
• Authors: Chengkai Zhu, Chenghong Zhu, Xin Wang
• Abstract要約: エンタングルメント蒸留は量子情報処理において重要である。 蒸留可能な絡み合いとその密接に関連する必須量、ノイズのある量子チャネルの量子容量を推定することは困難である。 本研究では、状態や量子チャネル内での無駄な絡み合いを解消し、両方の量を評価する方法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.764022059715779
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement distillation is crucial in quantum information processing. But it remains challenging to estimate the distillable entanglement and its closely related essential quantity, the quantum capacity of a noisy quantum channel. In this work, we propose methods for evaluating both quantities by squeezing out useless entanglement within a state or a quantum channel, whose contributions are expected to be ignored for the distillable entanglement or the quantum capacity, respectively. We first consider a general resource measure called the reverse divergence of resources to quantify the minimum divergence between a target state and the set of free states. We then introduce the reverse max-relative entropy of entanglement and apply it to establish efficiently computable upper bounds on the distillable entanglement. We also extend the reverse divergence of resources to quantum channels and derive upper bounds on the quantum capacity. We further apply our method to investigate purifying the maximally entangled states under practical noises, such as depolarizing and amplitude damping noises, and notably establish improvements in estimating the one-way distillable entanglement. Our bounds also offer useful benchmarks for evaluating the quantum capacities of qubit quantum channels of interest, including the Pauli channels and the random mixed unitary channels.
• Abstract（参考訳）: 量子情報処理では絡み合い蒸留が重要である。 しかし、蒸留可能な絡み合いとその密接に関連する重要な量であるノイズのある量子チャネルの量子容量を推定することは依然として困難である。 本研究では, 蒸留可能な絡み合いや量子容量に対して, それぞれの寄与が無視されるであろう状態や量子チャネル内の不要な絡み合いを絞り込むことにより, 両量を評価する手法を提案する。 まず,対象状態と自由状態の集合の間の最小分岐を定量化するために,資源の逆分岐と呼ばれる一般資源測度を考える。 次に, エンタングルメントの逆マックス関係エントロピーを導入し, 蒸留性エンタングルメント上の効率的に計算可能な上界を確立する。 また、資源の逆分散を量子チャネルに拡張し、量子容量上の上限を導出する。 さらに, 脱分極や振幅減衰などの実用的な雑音下での最大絡合状態の浄化について検討し, また, 一方向蒸留可能な絡合状態の推定における改善点を確立する。 我々のバウンダリはまた、パウリチャネルやランダム混合ユニタリチャネルを含む量子ビット量子チャネルの量子容量を評価するための有用なベンチマークも提供する。

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