論文の概要: General teleportation channel in Fermionic Quantum Theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.04240v1
- Date: Thu, 7 Dec 2023 11:52:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-08 15:06:36.939323
- Title: General teleportation channel in Fermionic Quantum Theory
- Title（参考訳）: フェルミオン量子論における一般テレポーテーションチャネル
- Authors: Sanam Khan, R. Jehadeesan, Sibasish Ghosh
- Abstract要約: フェルミオン量子論(FQT)におけるパリティ選択規則は、許容される物理状態と演算の集合に制約を与える。
フェルミオン不変共有状態の正準形式の構造は等方状態と異なることを示す。
両極性フェルミオン状態の分離可能な測定では、フェルミオン型テレポーテーションチャネルの入力および出力状態は区別できない。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum Teleportation is a very useful scheme for transferring quantum
information. Given that the quantum information is encoded in a state of a
system of distinguishable particles, and given that the shared bi-partite
entangled state is also that of a system of distinguishable particles, the
optimal teleportation fidelity of the shared state is known to be
$(F_{max}d+1)/(d+1)$ with $F_{max}$ being the `maximal singlet fraction' of the
shared state. In the present work, we address the question of optimal
teleportation fidelity given that the quantum information to be teleported is
encoded in Fermionic modes while a $2N$-mode state of a system of Fermions
(with maximum $2N$ no. of Fermions -- in the second quantization language) is
shared between the sender and receiver with each party possessing $N$ modes of
the $2N$-mode state. Parity Superselection Rule (PSSR) in Fermionic Quantum
Theory (FQT) puts constraint on the allowed set of physical states and
operations, and thereby, leads to a different notion of Quantum Teleportation.
Due to PSSR, we introduce restricted Clifford twirl operations that constitute
the Unitary 2-design in case of FQT, and show that the structure of the
canonical form of Fermionic invariant shared state differs from that of the
isotropic state -- the corresponding canonical invariant form for teleportation
in Standard Quantum Theory (SQT). We provide a lower bound on the optimal
teleportation fidelity in FQT and compare the result with teleportation in SQT.
Surprisingly, we find that, under separable measurements on a bipartite
Fermionic state, input and output states of the Fermionic teleportation channel
cannot be distinguished operationally, even if a particular kind of resource
state with `maximal singlet fraction' being less than unity is used.
- Abstract（参考訳）: 量子テレポーテーションは、量子情報の転送に非常に有用なスキームである。
量子情報は識別可能な粒子の系の状態で符号化され、共有された二成分の絡み合い状態も識別可能な粒子の系であることを考えると、共有状態の最適なテレポーテーション忠実性は、共有状態の「最大一重項分数」である$(f_{max}d+1)/(d+1)$であることが知られている。
本研究は,伝送対象の量子情報がフェルミオンモードで符号化される一方で,フェルミオンモード(フェルミオンの最大2N$No.2の量子化言語)の2N$モード状態が送信側と受信側間で共有され,それぞれが2N$モードの2N$モードを有することを考えると,最適なテレポーテーション忠実性の問題に対処する。
フェルミオン量子理論(FQT)におけるパリティ選択規則(PSSR)は、許容される物理状態と演算の集合に制約を課し、量子テレポーテーションの異なる概念をもたらす。
PSSRにより、FQTの場合のユニタリ2-設計を構成する制限されたクリフォード・ツワール演算を導入し、フェルミオン不変状態の正準形式の構造が、標準量子論(SQT)におけるテレポーテーションの対応する正準不変形式である等方的状態と異なることを示す。
我々は、FQTの最適テレポーテーション忠実度を低くし、その結果をSQTのテレポーテーションと比較する。
驚くべきことに、二成分フェルミオン状態における分離可能な測定では、フェルミイオンテレポーテーションチャネルの入出力状態は、「最大一重項分数」が一元以下である特定の種類の資源状態であっても、操作的に区別できない。
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