論文の概要: Quantum change point and entanglement distillation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.15148v3
• Date: Wed, 10 Apr 2024 06:09:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-11 19:35:31.930804
• Title: Quantum change point and entanglement distillation
• Title（参考訳）: 量子変化点と絡み合い蒸留
• Authors: Abhishek Banerjee, Pratapaditya Bej, Somshubhro Bandyopadhyay,
• Abstract要約: 量子変化点問題において、固定量子状態の粒子を放出する源は、ある段階で異なる状態に切り替える。 目的は、そのような源から放出される粒子の列を測定することによって、いつ変化が起こったかを特定することである。 量子情報における絡み合い共有プロトコルによって動機付けられ、局所的な操作や古典的なコミュニケーションのパラダイムの中でこの問題を研究する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.49644994783937
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: In a quantum change point problem, a source emitting particles in a fixed quantum state (default) switches to a different state at some stage, and the objective is to identify when the change happened by measuring a sequence of particles emitted from such a source. Motivated by entanglement-sharing protocols in quantum information, we study this problem within the paradigm of local operations and classical communication (LOCC). Here, we consider a source that emits entangled pairs in a default state, but starts producing another entangled state (mutation) at a later stage. Then, a sequence of entangled pairs prepared from such a source and shared between distant observers cannot be used for quantum information processing tasks as the identity of each entangled pair remains unknown. We show that identifying the change point using LOCC leads to the distillation of free entangled pairs. In particular, if the default and the mutation are mutually orthogonal, there exists an efficient LOCC protocol that identifies the change point without fail and distills a sufficiently large number of pairs. However, if they are nonorthogonal, there is a probability of failure. In this case, we compute the number of entangled pairs that may be obtained on average. We also consider a relaxation of the two-state problem where the mutation is not known a priori, but instead belongs to a known set. Here we show that local distinguishability plays a crucial role: if the default and the possible mutations are locally distinguishable, the problem reduces to the two-state problem with orthogonal states, but if not, one may still identify the mutation, the change point, and distill entanglement, as we illustrate with a concrete example.
• Abstract（参考訳）: 量子変化点問題において、固定量子状態(デフォルト)の粒子を放出する源は、ある段階で異なる状態に切り替え、その変化がいつ起こったかは、そのような源から放出される粒子の列を測定することによって決定される。 量子情報における絡み合い共有プロトコルによって動機付けられ,局所演算と古典通信(LOCC)のパラダイムの中でこの問題を研究する。 ここでは、アンタングルペアをデフォルト状態で出力するが、後段で別のアンタングル状態(ミューテーション)を生成し始めるソースを考える。 そして、このようなソースから作成され、遠くの観測者間で共有される絡み合ったペアのシーケンスは、各絡み合ったペアのアイデンティティが不明であるため、量子情報処理タスクには使用できない。 LOCCによる変化点の同定は, 対の対の蒸留に繋がることを示す。 特に、デフォルトと突然変異が相互直交であれば、失敗せずに変化点を識別し、十分な数のペアを蒸留する効率的なLOCCプロトコルが存在する。 しかし、直交しない場合、失敗する可能性がある。 この場合、平均して得られる絡み合ったペアの数を計算する。 また、変異が先行性ではなく、既知の集合に属するような2状態問題の緩和も検討する。 ここでは、局所的な区別性が重要な役割を担っていることを示す: デフォルトと可能な突然変異が局所的に区別可能である場合、問題は直交状態の2状態問題に還元されるが、そうでない場合には、具体的な例で示すように、変異、変化点、および蒸留絡み合いを識別することができる。

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