論文の概要: Convex Optimization Approaches to Optimal Teleportation Fidelity in Linear Three-Party Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.17201v2
- Date: Sun, 02 Nov 2025 03:40:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-04 18:19:02.625519
- Title: Convex Optimization Approaches to Optimal Teleportation Fidelity in Linear Three-Party Networks
- Title（参考訳）: 線形三部ネットワークにおける最適テレポーテーション忠実度に対する凸最適化手法
- Authors: Arkaprabha Ghosal, Jatin Ghai, Tanmay Saha, Mir Alimuddin, Sibasish Ghosh,
- Abstract要約: 本稿では,AliceとCharlieの2つの遠距離量子テレポーテーションの最大値について検討する。
LOCCの達成可能な忠実度値に上限を与える凸最適化問題を定式化する。
最大絡み合いで測定を行うことにより、Bobによって開始されるプロトコルが必ずしも最適ではないことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study the maximum achievable quantum teleportation fidelity between two distant parties, Alice and Charlie, where each of them share a bipartite quantum state only with a common intermediary, Bob, and all parties are allowed to perform {\it Local Operations and Classical Communication} (LOCC). As the structure of LOCC is complicated, we relax the set of free operations to separable (SEP) operations and formulate a convex optimization problem that provides upper bounds on the LOCC achievable fidelity value. We observe that the complexity of such optimization problem reduces significantly if we restrict ourselves to a subclass of SEP operations, where the Kraus operators of either Alice or Charlie are proportional to unitary operators, leading to a simplified convex optimization that matches the general LOCC limit for certain two-qubit states. Through explicit examples, we show that protocols initiated by Bob by performing measurements in a maximally entangled basis are not necessarily optimal, and alternative strategies can outperform them. Finally, we extend our analysis to linear networks and demonstrate that different LOCC strategies can achieve the same optimal fidelity while consuming different amounts of entanglement content.
- Abstract（参考訳）: 我々は、アリスとチャーリーの2つの遠いパーティ間の最大達成可能な量子テレポーテーションの忠実さについて研究し、それぞれのパーティは共通の仲介者ボブとのみ二部量子状態を共有し、すべてのパーティは、ローカルオペレーションと古典的コミュニケーション(LOCC)を実行することを許されている。
LOCCの構造が複雑であるので、自由演算の集合を分離可能な(SEP)演算に緩和し、LOCC達成可能な忠実度値の上限を与える凸最適化問題を定式化する。
このような最適化問題の複雑さは、アリスまたはチャーリーのクラウス作用素がユニタリ作用素に比例するSEP演算のサブクラスに制限すれば大幅に減少し、ある2ビット状態の一般LOCC限界に一致する単純な凸最適化がもたらされる。
明示的な例を通して、最大絡み合いで測定を行うことによって、Bobによって開始されるプロトコルが必ずしも最適ではないことを示す。
最後に、線形ネットワークに解析を拡張し、異なるLOCC戦略が、異なる量の絡み合いコンテンツを消費しながら、同じ最適な忠実性を達成することを実証する。
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