論文の概要: Squashed quantum non-Markovianity: a measure of genuine quantum non-Markovianity in states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18323v1
• Date: Thu, 30 Nov 2023 07:48:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-01 17:28:50.223279
• Title: Squashed quantum non-Markovianity: a measure of genuine quantum non-Markovianity in states
• Title（参考訳）: スクワット量子非マルコフ性:状態における真の量子非マルコフ性の測定
• Authors: Rajeev Gangwar, Tanmoy Pandit, Kaumudibikash Goswami, Siddhartha Das, Manabendra Nath Bera
• Abstract要約: 真の量子非マルコビアン性(英語版)を定量化する尺度を導入する。 この測度はsquashed quantum non-Markovianity (sQNM)と呼ばれる。 量子通信と真QNMの相互関係について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6990493129893111
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum non-Markovianity is a widely explored correlation in quantum information theory. While quantum non-Markovianity is known to have both classical and quantum contributions, a systematic characterization of the latter is missing. Here, we introduce a measure to quantify genuine quantum non-Markovianity (genuine QNM) in states. This helps to devise a convex resource theory for genuine quantum non-Markovianity and characterize the latter as a quantum resource. The measure we introduce is called squashed quantum non-Markovianity (sQNM). It is based on quantum conditional mutual information and is defined by the left-over non-Markovianity after squashing out all non-quantum contributions. The measure satisfies desirable properties, such as convexity, super-additivity, monogamy, asymptotic continuity, and faithfulness. The genuine QNM is monogamous and limited by the extendibility of non-conditioning system(s). While considering genuine QNM as a resource, the states with vanishing sQNM are free states and form a convex set. We identify the (convex) set of quantum operations that cannot increase or create sQNM in states, and these are the free operations. Equipped with the measure and well-defined notions of free states and operations, the main ingredients of a resource theory, we study state transformations under free operation and derive the rate of transformations in terms of sQNM. We explore the interrelation between quantum communication and genuine QNM. The quantum communication cost in a state transformation is lower bounded by the change in sQNM in the states. We show that, for a tripartite state, the amount of fully secured keys that can be shared using conditional one-time pad protocol is given by the state's sQNM. Further, the average (minimum) number of unitaries required to implement a quantum deconstruction protocol is given by the sQNM of the state.
• Abstract（参考訳）: 量子非マルコビアン性は量子情報理論において広く研究されている相関関係である。 量子非マルコビアン性は古典的および量子的寄与の両方を持つことが知られているが、後者の体系的な特徴は欠落している。 ここでは、状態における真の量子非マルコフ性(ゲンジンqnm)を定量化する尺度を提案する。 これは、真の量子非マルコフ性に対する凸資源理論を考案し、後者を量子資源として特徴づけるのに役立つ。 この測度をsquashed quantum non-Markovianity (sQNM) と呼ぶ。 これは量子条件の相互情報に基づいており、すべての非量子貢献を除いた後、左上非マルコフ性によって定義される。 この尺度は、凸性、超付加性、モノガミー、漸近連続性、忠実性などの望ましい性質を満たす。 真のQNMは単ガムであり、非条件系の拡張性によって制限される。 真のQNMをリソースとして考えると、sQNMが消滅した状態は自由状態であり、凸集合を形成する。 我々は、状態においてsQNMを増大または生成できない量子演算の(凸)集合を特定し、これらは自由演算である。 資源理論の主成分である自由状態と操作の測度と明確に定義された概念を具備し、自由操作下の状態変換を研究し、sQNM の観点から変換率を導出する。 量子通信と真QNMの相互関係について検討する。 状態変換における量子通信コストは、状態のsQNMの変化によって制限される。 我々は,三部構成状態において,条件付きワンタイムパッドプロトコルを用いて共有できる完全鍵の量は,状態のsQNMによって与えられることを示す。 さらに、量子デコンストラクションプロトコルを実装するために必要なユニタリの平均(最小)数は、状態のsQNMによって与えられる。

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