論文の概要: Estimate distillable entanglement and quantum capacity by squeezing useless entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.07228v4
- Date: Sun, 28 Jul 2024 08:28:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-31 01:26:28.691437
- 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: 量子インターネットは、セキュアで効率的な量子通信の基本的なリソースとして量子絡み合いに依存している。
蒸留可能な絡み合いとその密接に関連する必須量である量子容量を正確に推定することは依然として困難である。
本研究では、状態や量子チャネル内の無駄な絡み合いが、蒸留可能な絡み合いや量子容量に寄与しないという考え方に基づいて、両方の量に対する効率的な計算可能上限を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.086696108576776
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum Internet relies on quantum entanglement as a fundamental resource for secure and efficient quantum communication, reshaping data transmission. In this context, entanglement distillation emerges as a crucial process that plays a pivotal role in realizing the full potential of the quantum internet. Nevertheless, it remains challenging to accurately estimate the distillable entanglement and its closely related essential quantity, the quantum capacity. In this work, we consider a general resource measure known as the reverse divergence of resources which quantifies the minimum divergence between a target state and the set of free states. Leveraging this measure, we propose efficiently computable upper bounds for both quantities based on the idea that the useless entanglement within a state or a quantum channel does not contribute to the distillable entanglement or the quantum capacity, respectively. Our bounds can be computed via semidefinite programming and have practical applications for purifying maximally entangled states under practical noises, such as depolarizing and amplitude damping noises, leading to improvements in estimating the one-way distillable entanglement. Furthermore, we provide valuable benchmarks for evaluating the quantum capacities of qubit quantum channels, including the Pauli channels and the random mixed unitary channels, which are of great interest for the development of a quantum internet.
- Abstract（参考訳）: 量子インターネットは、セキュアで効率的な量子通信、データ転送の再構築のための基本的なリソースとして、量子絡み合いに依存している。
この文脈では、エンタングルメント蒸留は量子インターネットの完全なポテンシャルを実現する上で重要な役割を担う重要なプロセスとして現れる。
それでも、蒸留可能な絡み合いとその密接に関連する必須量である量子容量を正確に推定することは依然として困難である。
本研究では、対象状態と自由状態の集合との最小分散を定量化する資源の逆分散として知られる一般的な資源測度について考察する。
この測定を応用して、状態や量子チャネル内の無駄な絡み合いがそれぞれ蒸留可能な絡み合いや量子容量に寄与しないという考え方に基づいて、両方の量に対する効率的な計算可能な上限を提案する。
我々の境界は半定値プログラミングによって計算でき、脱分極や振幅減衰ノイズなどの実用的な雑音下での最大絡み合った状態の浄化に実用的な応用が得られ、一方の蒸留可能な絡み合いの推定が改善される。
さらに、我々は、量子インターネットの発展に大きな関心を持つ、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貴重なベンチマークを提供する。
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