論文の概要: Squashed quantum non-Markovianity: a measure of genuine quantum
non-Markovianity in states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.18323v2
- Date: Thu, 4 Jan 2024 12:17:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-05 16:53:11.563750
- 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: 我々は、スクアッシュ量子非マルコフ性(sQNM)と呼ばれる真の量子起源の非マルコフ性に対する忠実な尺度を提案する。
これは量子条件の相互情報に基づいており、全ての非量子寄与を排除した後、左上非マルコビアン性によって定義される。
sQNMは単ガム性, 連続性, 凸性, テンソル積状態への添加性, 一般に超添加性を示す。
- 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 in tripartite quantum states $\rho_{ABC}$ represents
a correlation between systems $A$ and $C$ when conditioned on the system $B$
and is known to have both classical and quantum contributions. However, a
systematic characterization of the latter is missing. To address this, we
propose a faithful measure for non-Markovianity of genuine quantum origin
called squashed quantum non-Markovianity (sQNM). It is based on the quantum
conditional mutual information and is defined by the left-over non-Markovianity
after squashing out all non-quantum contributions. It is lower bounded by the
squashed entanglement between non-conditioning systems in the reduced state and
is delimited by the extendibility of either of the non-conditioning systems. We
show that the sQNM is monogamous, asymptotically continuous, convex, additive
on tensor-product states, and generally super-additive. We characterize genuine
quantum non-Markovianity as a resource via a convex resource theory after
identifying free states with vanishing sQNM and free operations that do not
increase sQNM in states. We use our resource-theoretic framework to bound the
rate of state transformations under free operations and to study state
transformation under non-free operations; in particular, we find the quantum
communication cost from Bob ($B$) to Alice ($A$) or Charlie ($C$) is lower
bounded by the change in sQNM in the states. The sQNM finds operational
meaning; in particular, the optimal rate of private communication in a variant
of conditional one-time pad protocol is twice the sQNM. Also, the minimum
deconstruction cost for a variant of quantum deconstruction protocol is given
by twice the sQNM of the state.
- Abstract（参考訳）: 三成分量子状態における量子非マルコフ性 $\rho_{abc}$ は、系で条件づけられた場合の系 $a$ と $c$ の間の相関を表し、古典的および量子的寄与を持つことが知られている。
しかし、後者の体系的な特徴は欠落している。
そこで,本研究では,真の量子起源の非マルコフ性に対して,squashed quantum non-markovianity (sqnm) という忠実な尺度を提案する。
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。
縮小状態における非条件系間の密接な絡み合いにより下界となり、一方の非条件系の拡張性によって制限される。
sQNMは単ガム性,漸近的連続性,凸性,テンソル積状態への添加性,および一般に超添加性を示す。
我々は、sQNMを消滅させた自由状態とsQNMを増加しない自由操作を同定した後、凸資源理論を介して真の量子非マルコビアン性を資源として特徴づける。
特に、bob(b$)からalice(a$)、charlie(c$)への量子通信コストは、州におけるsqnmの変化によって境界が低くなっていることが分かりました。
特に、条件付きワンタイムパッドプロトコルの変種におけるプライベート通信の最適率は、sQNMの2倍である。
また、量子デコンストラクションプロトコルの変種に対する最小デコンストラクションコストは、状態の2倍のsqnmで与えられる。
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