論文の概要: Robustness and weight resource measures without convexity restriction:
Multicopy witness and operational advantage in static and dynamical quantum
resource theories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09321v2
- Date: Mon, 27 Nov 2023 14:03:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-30 13:48:54.890851
- Title: Robustness and weight resource measures without convexity restriction:
Multicopy witness and operational advantage in static and dynamical quantum
resource theories
- Title（参考訳）: 凸性制限のないロバストネスと重み資源対策:静的および動的量子資源理論におけるマルチコピー証人および運用上の優位性
- Authors: Kohdai Kuroiwa, Ryuji Takagi, Gerardo Adesso, Hayata Yamasaki
- Abstract要約: 凸性制限を伴わない一般QRTにおけるロバストネスおよびウェイトベース尺度の特性について述べる。
これらの結果を量子チャネルや量子機器のQRTに拡張する。
- 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: Quantum resource theories (QRTs) provide a unified framework to analyze
quantum properties as resources for achieving advantages in quantum information
processing. The generalized robustness and the weight of resource have been
gaining increasing attention as useful resource quantifiers. However, the
existing analyses of these measures were restricted to the cases where
convexity of the set of free states is assumed, and physically motivated
resources do not necessarily satisfy this restriction. In this paper, we give
characterizations of robustness- and weight-based measures in general QRTs
without convexity restriction through two different yet related approaches. On
the one hand, we characterize the generalized robustness and the weight of
resource by introducing a non-linear witness. We show a general construction of
a new witness observable that detects the resourcefulness of a given state from
multiple copies of the state and, using this witness, we provide operational
interpretations of the above resource measures even without any convexity
assumption. On the other hand, we find that the generalized robustness and the
weight of resource can also be interpreted as the worst-case maximum advantage
in variants of channel-discrimination and channel-exclusion tasks,
respectively, where the set of free states consists of several convex subsets
corresponding to multiple restrictions. We further extend these results to QRTs
for quantum channels and quantum instruments. These characterizations show that
every quantum resource exhibits an advantage for the corresponding tasks, even
in general QRTs without convexity assumption. Thus, we establish the usefulness
of robustness-based and weight-based techniques beyond the conventional scope
of convex QRTs, leading to a better understanding of the general structure of
QRTs.
- Abstract（参考訳）: 量子資源理論(QRT)は、量子情報処理の利点を達成するためのリソースとして量子特性を分析する統一的なフレームワークを提供する。
汎用ロバスト性と資源の重みは有用な資源定量化器として注目されている。
しかし、既存の分析は自由状態の集合の凸性が仮定される場合に限られており、物理的動機づけのある資源は必ずしもこの制限を満たしていない。
本稿では,2つの異なるアプローチによる凸性制限を伴わない一般QRTにおいて,ロバストネスと重みに基づく尺度の特性について述べる。
一方,非線形証人を導入することで,資源の総体的堅牢性と重みを特徴づける。
本稿では,その状態の複数のコピーから与えられた状態の資源性を検出する新しい証人観測器の構築について概説し,この証人を用いて,凸性仮定を伴わずに,上記の資源対策の運用的解釈を行う。
一方,自由状態の集合が複数の制限に対応する凸部分集合からなる場合,一般化されたロバスト性や資源の重み付けは,チャネル識別やチャネル排他タスクの変種において,最悪の場合の最大アドバンテージとして解釈できることがわかった。
さらに、これらの結果を量子チャネルや量子機器のQRTに拡張する。
これらの特徴は、全ての量子資源が、凸性仮定のない一般のQRTにおいても、対応するタスクに有利であることを示している。
そこで,従来の凸QRTの範囲を超えて,ロバストネスと重みに基づく技術の有用性を確立し,QRTの一般的な構造をよりよく理解する。
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