論文の概要: Characterizing the superposition of arbitrary random quantum states and a known quantum state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06515v1
• Date: Thu, 11 May 2023 01:31:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 16:27:53.286244
• Title: Characterizing the superposition of arbitrary random quantum states and a known quantum state
• Title（参考訳）: 任意のランダム量子状態と既知の量子状態の重ね合わせを特徴付ける
• Authors: Bo Li, Xiao-Bin Liang, and Shao-Ming Fei
• Abstract要約: 既知の量子ビット状態に対する未知の量子ビット状態の重ね合わせ問題について検討する。 トレース非増加完全正の操作の下では、超可利用状態集合はブロッホ球面上のいくつかの円に位置する。 高次元の場合、任意の重ね合わせ変換プロトコルがほとんど全ての状態に対して非閉化原理に違反することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.316931601243777
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The superposition of states is one of the most fundamental issues in the quantum world. Generally there do not exist physical operations to superpose two unknown random states with nonzero probability. We investigate the superposition problem of unknown qubit states with respect to a known qubit state. It is shown that under trace-nonincreasing completely positive operations the superposable state sets are located in some circles on the Bloch sphere. Meanwhile, we prove that the quantum states in a circle on the Bloch sphere are superposable with respect to a known state. Finally, for the high-dimensional case, we illustrate that any superposition transformation protocols will violate the no-cloning principle for almost all the states. Our results also promote the understanding and applications of the superposition principle in view of quantum no-go theorems.
• Abstract（参考訳）: 状態の重ね合わせは量子世界における最も根本的な問題の1つである。 一般に、2つの未知のランダム状態が非ゼロ確率で重なり合う物理的操作は存在しない。 既知の量子ビット状態に対する未知の量子ビット状態の重ね合わせ問題について検討する。 トレース非負の操作の下では、重ね合わせ可能な状態集合はブロッホ球面上のいくつかの円上に位置することが示されている。 一方、ブロッホ球面上の円の量子状態は既知の状態に関して重畳可能であることが証明される。 最後に、高次元の場合、任意の重ね合わせ変換プロトコルがほとんど全ての状態に対して非閉原理に反することを示す。 この結果はまた、量子no-go定理の観点から重ね合わせ原理の理解と応用を促進する。

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