論文の概要: Protocols and Trade-Offs of Quantum State Purification

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.01138v2
• Date: Sun, 19 May 2024 01:03:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-21 22:50:58.263903
• Title: Protocols and Trade-Offs of Quantum State Purification
• Title（参考訳）: 量子国家浄化の議定書と貿易
• Authors: Hongshun Yao, Yu-Ao Chen, Erdong Huang, Kaichu Chen, Xin Wang,
• Abstract要約: 本稿では,特定の確率で高い忠実度を達成するために設計された汎用的な状態浄化フレームワークを提案する。 目的確率で最大忠実度を達成できる明示的な浄化プロトコルを提案する。 興味のある様々な量子ノイズモデルの下で、ノイズの多い量子状態の浄化における効率性と柔軟性の観点から、我々のプロトコルの利点を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.014241247289115
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum state purification plays a pivotal role in quantum communication and quantum computation, aiming to recover the purified state from multiple copies of an unknown noisy state. This work introduces a general state purification framework designed to achieve the highest fidelity with a specified probability and characterize the associated trade-offs. In particular, for i.i.d. quantum states under depolarizing noise, we propose an explicit purification protocol capable of achieving maximal fidelity with a target probability. Furthermore, we present quantum circuits for implementing the optimal purification protocols via the block encoding technique and propose recursive protocols for stream purification. Finally, we demonstrate the advantages of our protocols in terms of efficiency and flexibility in purifying noisy quantum states under various quantum noise models of interest, showcasing the effectiveness and versatility of our approach.
• Abstract（参考訳）: 量子状態の浄化は、未知のノイズ状態の複数のコピーから精製された状態を回復することを目的として、量子通信と量子計算において重要な役割を果たす。 本研究は,特定の確率で高い忠実度を達成し,関連するトレードオフを特徴付けるために設計された汎用的な状態浄化フレームワークを導入する。 特に、非偏極雑音下での量子状態に対して、ターゲット確率で最大忠実性を達成することができる明示的な浄化プロトコルを提案する。 さらに,ブロック符号化手法を用いて最適な浄化プロトコルを実装するための量子回路を提案し,ストリーム浄化のための再帰的プロトコルを提案する。 最後に、興味のある様々な量子ノイズモデルの下でノイズの多い量子状態の浄化における効率性と柔軟性の観点から、我々のプロトコルの利点を実証し、我々のアプローチの有効性と汎用性を示す。

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