論文の概要: Entanglement cost of discriminating quantum states under locality constraints

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.18446v1
• Date: Wed, 28 Feb 2024 16:16:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-29 14:28:52.793416
• Title: Entanglement cost of discriminating quantum states under locality constraints
• Title（参考訳）: 局所性制約下における量子状態判別の絡み合いコスト
• Authors: Chenghong Zhu, Chengkai Zhu, Zhiping Liu, and Xin Wang
• Abstract要約: 1つのベル状態の助けを借りて、純粋な状態が他の状態と最適に区別できることが示される。 この研究は、量子状態の識別における絡み合いによって引き起こされる中心的な役割について理解を深め、局所的に制約された測定値に対して量子データを隠蔽する重要な要素として機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.0937306686264625
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The unique features of entanglement and non-locality in quantum systems, where there are pairs of bipartite states perfectly distinguishable by general entangled measurements yet indistinguishable by local operations and classical communication, hold significant importance in quantum entanglement theory, distributed quantum information processing, and quantum data hiding. This paper delves into the entanglement cost for discriminating two bipartite quantum states, employing positive operator-valued measures (POVMs) with positive partial transpose (PPT) to achieve optimal success probability through general entangled measurements. First, we introduce an efficiently computable quantity called the spectral PPT-distance of a POVM to quantify the localness of a general measurement. We show that it can be a lower bound for the entanglement cost of optimal discrimination by PPT POVMs. Second, we establish an upper bound on the entanglement cost of optimal discrimination by PPT POVMs for any pair of states. Leveraging this result, we show that a pure state can be optimally discriminated against any other state with the assistance of a single Bell state. This study advances our understanding of the pivotal role played by entanglement in quantum state discrimination, serving as a crucial element in unlocking quantum data hiding against locally constrained measurements.
• Abstract（参考訳）: 量子系における絡み合いと非局所性のユニークな特徴は、一般の絡み合い測定によって完全に区別できるが、局所演算や古典的通信では区別できない二成分状態が存在し、量子絡み合い理論、分散量子情報処理、量子データ隠蔽において重要な意味を持つ。 本稿では,2つの二部量子状態を識別するための絡み合いコストについて検討し,正の演算子評価測度(POVM)と正の部分転位(PPT)を用いて,一般の絡み合い測定による最適成功確率を求める。 まず,povmのスペクトルppt距離と呼ばれる効率的な計算量を導入し,一般計測の局所性を定量化する。 PPT POVMによる最適識別の絡み合いコストの低減効果を示す。 第2に,PPT POVMによる任意の状態に対する最適識別の絡み合いコストの上限を確立する。 この結果から,純粋状態はベル状態の助けを借りて任意の状態に対して最適に判別できることが示唆された。 本研究は、量子状態の識別における絡み合いによる中心的役割の理解を深め、局所的に制約された測定値に対して量子データを隠蔽する重要な要素となる。

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