論文の概要: Experimental virtual distillation of entanglement and coherence
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.09874v1
- Date: Thu, 16 Nov 2023 13:03:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-17 14:05:59.269039
- Title: Experimental virtual distillation of entanglement and coherence
- Title（参考訳）: エンタングルメントとコヒーレンスの実験的仮想蒸留
- Authors: Ting Zhang, Yukun Zhang, Lu Liu, Xiao-Xu Fang, Qian-Xi Zhang, Xiao
Yuan, He Lu
- Abstract要約: ノイズの多いEPRペアの1つのコピーにのみ作用する操作を伴うエンタングルメントの仮想蒸留について述べる。
これらの結果は, 仮想資源蒸留法の実現可能性を示し, ノイズの多い量子ハードウェアによる量子資源の正確な操作の道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.498556578715078
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Noise is in general inevitable and detrimental to practical and useful
quantum communication and computation. Under the resource theory framework,
resource distillation serves as a generic tool to overcome the effect of noise.
Yet, conventional resource distillation protocols generally require operations
on multi-copies of resource states, and strong limitations exist that restrict
their practical utilities. Recently, by relaxing the setting of resource
distillation to only approximating the measurement statistics instead of the
quantum state, a resource-frugal protocol, virtual resource distillation, is
proposed, which allows more effective distillation of noisy resources. Here, we
report its experimental implementation on a four-qubit photonic quantum system
for the distillation of quantum coherence (up to dimension 4) and bipartite
entanglement. We show the virtual distillation of the maximal superposed state
of dimension four from the state of dimension two, an impossible task in
conventional coherence distillation. Furthermore, we demonstrate the virtual
distillation of entanglement with operations acting only on a single copy of
the noisy EPR pair and showcase the quantum teleportation task using the
virtually distilled EPR pair with a significantly improved fidelity of the
teleported state. These results illustrate the feasibility of the virtual
resource distillation method and pave the way for accurate manipulation of
quantum resources with noisy quantum hardware.
- Abstract（参考訳）: ノイズは一般に避けられず、実用的で有用な量子通信と計算に有害である。
資源理論の枠組みの下では、資源蒸留はノイズの影響を克服するための一般的なツールとして機能する。
しかし, 従来の蒸留プロトコルでは資源状態のマルチコピー操作が必要であり, 実用性を制限する強い制限が存在する。
近年, 資源蒸留の設定を緩和して, 量子状態の代わりに測定統計のみを近似させることにより, 資源フルーガープロトコル, 仮想資源蒸留を提案し, より効率的なノイズ資源の蒸留を可能にした。
本稿では, 量子コヒーレンス(次元4まで)の蒸留と二分位エンタングルメントのための4量子フォトニック量子系に対する実験的実装について報告する。
従来のコヒーレンス蒸留では不可能であった2次元状態から4次元の最大重ね合わせ状態の仮想蒸留を示す。
さらに、ノイズの多いEPRペアの1つのコピーにのみ作用する操作を伴うエンタングルメントの仮想蒸留を実証し、テレポートされた状態の忠実度を著しく向上した仮想蒸留されたEPRペアを用いて量子テレポーテーションタスクを示す。
これらの結果は, 仮想資源蒸留法の実現可能性を示し, ノイズの多い量子ハードウェアによる量子資源の正確な操作方法を明らかにする。
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