論文の概要: Every quantum helps: Operational advantage of quantum resources beyond convexity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09154v1
• Date: Fri, 13 Oct 2023 14:48:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-16 12:43:34.164549
• Title: Every quantum helps: Operational advantage of quantum resources beyond convexity
• Title（参考訳）: あらゆる量子が役に立つ:凸性を超えた量子資源の運用上の利点
• Authors: Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso, Hayata Yamasaki
• Abstract要約: 量子力学特性を解析するための統一ロバスト性フレームワークを提供する。 各量子資源状態は、一般資源理論における識別問題において質的かつ定量的な優位性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.433758865948252
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: As quantum technologies are expected to provide us with unprecedented benefits, identifying what quantum-mechanical properties are useful is a pivotal question. Quantum resource theories provide a unified framework to analyze such quantum properties, which has been successful in the understanding of fundamental properties such as entanglement and coherence. While these are examples of convex resources, for which quantum advantages can always be identified, many physical resources are described by a non-convex set of free states and their interpretation has so far remained elusive. Here we address the fundamental question of the usefulness of quantum resources without convexity assumption, by providing two operational interpretations of the generalized robustness resource measure in general resource theories. On the one hand, we characterize the generalized robustness in terms of a non-linear resource witness and reveal that any state is more advantageous than a free one in some multi-copy channel discrimination task. On the other hand, we consider a scenario where a theory is characterized by multiple constraints and show that the generalized robustness coincides with the worst-case advantage in a single-copy channel discrimination setting. Based on these characterizations, we conclude that every quantum resource state shows a qualitative and quantitative advantage in discrimination problems in a general resource theory even without any assumption on the structure of the free sets.
• Abstract（参考訳）: 量子技術は前例のない利点をもたらすと期待されているため、量子力学的特性が何に役立つのかを特定することは重要な疑問である。 量子資源理論は、エンタングルメントやコヒーレンスといった基本的な性質の理解に成功している量子特性を分析するための統一的な枠組みを提供する。 これらは常に量子上の利点を識別できる凸資源の例であるが、多くの物理資源は非凸状態の集合によって記述され、その解釈はいまだ解明されていない。 本稿では,一般資源理論における一般化ロバスト性資源測度の2つの操作的解釈を提供することにより,凸性仮定を伴わない量子資源の有用性に関する基礎的な問題に対処する。 一方,非線形資源証人の観点から一般化されたロバスト性に着目し,マルチコピーチャネル識別タスクにおいて,任意の状態が自由状態よりも有利であることを示す。 一方,理論が複数の制約によって特徴づけられるシナリオを考察し,一般化されたロバスト性が単一コピーチャネル識別設定において最悪の利点と一致することを示す。 これらの特徴から、任意の量子資源状態は、自由集合の構造を仮定することなく、一般資源理論における識別問題において定性的かつ定量的な優位性を示すと結論づける。

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