論文の概要: Quantifying quantum coherence via nonreal Kirkwood-Dirac quasiprobability

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.09152v1
• Date: Sun, 17 Sep 2023 04:34:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-19 17:11:27.170599
• Title: Quantifying quantum coherence via nonreal Kirkwood-Dirac quasiprobability
• Title（参考訳）: 非現実のカークウッド・ディラック準確率による量子コヒーレンスの量子化
• Authors: Agung Budiyono and Hermawan K. Dipojono
• Abstract要約: カークウッド・ディラック(Kirkwood-Dirac、KD)は、古典的な統計力学の位相空間確率の量子アナログである。 近年の研究では、量子科学と量子技術の幅広い分野において、KD準確率が果たす重要な役割を明らかにしている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Kirkwood-Dirac (KD) quasiprobability is a quantum analog of phase space probability of classical statistical mechanics, allowing negative or/and nonreal values. It gives an informationally complete representation of a quantum state. Recent works have revealed the important roles played by the KD quasiprobability in the broad fields of quantum science and quantum technology. In the present work, we use the KD quasiprobability to access the quantum coherence in a quantum state. We show that the $l_1$-norm of the imaginary part of the KD quasiprobability over an incoherent reference basis and a second basis, maximized over all possible choices of the latter, can be used to quantify quantum coherence, satisfying certain desirable properties. It is upper bounded by the quantum uncertainty, i.e., the quantum standard deviation, of the incoherent basis in the state. It gives a lower bound to the $l_1$-norm quantum coherence, and for a single qubit, they are identical. We discuss the measurement of the KD coherence based on the measurement of the KD quasiprobability and an optimization procedure in hybrid quantum-classical schemes, and suggest statistical interpretations. We also discuss its relevance in the physics of linear response regime.
• Abstract（参考訳）: カークウッド・ディラック(kirkwood-dirac、kd)は、古典統計力学の位相空間確率の量子アナログであり、負あるいは非実数を許容する。 情報的に完全な量子状態の表現を与える。 近年の研究では、量子科学と量子技術の幅広い分野において、KD準確率が果たす重要な役割を明らかにしている。 本研究では、量子状態における量子コヒーレンスにアクセスするために、KD準確率を用いる。 我々は、KD準確率の虚部であるKD準確率の虚部である$l_1$-normが、非コヒーレント参照基底と第2基底を最大化して、量子コヒーレンスを定量化し、特定の望ましい性質を満たすことを示す。 上界は量子不確実性、すなわち状態の非一貫性基底の量子標準偏差である。 これは$l_1$-ノルム量子コヒーレンスに下限を与え、単一の量子ビットに対してそれらは同一である。 我々は、KD準確率の測定とハイブリッド量子古典スキームの最適化手順に基づいて、KDコヒーレンスの測定を議論し、統計的解釈を提案する。 また、線形応答状態の物理学におけるその関連性についても論じる。

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