論文の概要: Relative-belief inference in quantum information theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.03343v1
- Date: Wed, 5 Jun 2024 14:59:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-06 17:51:23.760970
- Title: Relative-belief inference in quantum information theory
- Title（参考訳）: 量子情報理論における相対的信頼推論
- Authors: Y. S. Teo, S. U. Shringarpure, H. Jeong, N. Prasannan, B. Brecht, C. Silberhorn, M. Evans, D. Mogilevtsev, L. L. Sanchez-Soto,
- Abstract要約: 相対的信念手順は、幅広い情報基準の最適化から選択されたものよりも次元が小さくないヒルベルト空間を選択することを示す。
我々は、相対的信念手順を重要な応用、すなわち不完全な量子源の状態再構成に適用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We introduce the framework of Bayesian relative belief that directly evaluates whether or not the experimental data at hand supports a given hypothesis regarding a quantum system by directly comparing the prior and posterior probabilities for the hypothesis. In model-dimension certification tasks, we show that the relative belief procedure typically chooses Hilbert spaces that are never smaller in dimension than those selected from optimizing a broad class of information criteria, including Akaike's criterion. As a concrete and focused exposition of this powerful evidence-based technique, we apply the relative belief procedure to an important application: state reconstruction of imperfect quantum sources. In particular, just by comparing prior and posterior probabilities based on data, we demonstrate its capability of tracking multiphoton emissions using (realistically lossy) single-photon detectors in order to assess the actual quality of photon sources without making ad hoc assumptions, thereby reliably safeguarding source integrity for general quantum-information and communication tasks with Bayesian reasoning. Finally, we discuss how relative belief can be exploited to carry out parametric model certification and estimate the total dimension of the quantum state for the combined (measured) physical and interacting external systems described by the Tavis--Cummings model.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,実験データが量子系に関する所定の仮説を支持するかどうかを直接評価するベイズ相対的信念の枠組みについて,仮説の先行確率と後続確率を直接比較することによって導入する。
モデル次元認定タスクにおいて、相対的信念手順は典型的に、赤池の基準を含む幅広い情報基準の最適化から選択されたものよりも、次元が小さくないヒルベルト空間を選択する。
この強力なエビデンスに基づく手法の具体的かつ集中的な説明として、相対的信念手順を重要な応用、すなわち不完全量子源の状態再構成に適用する。
特に、データに基づく先行確率と後続確率を比較して、(現実的に損失が大きい)単一光子検出器を用いて光子源の実際の品質を評価する能力を示し、それによってベイジアン推論による一般的な量子情報および通信タスクのソース整合性を確実に保護する。
最後に、パラメトリックモデル認証の実行と、Tavis-Cummingsモデルで記述された(測定された)物理的および相互作用する外部システムに対する量子状態の総次元の推定に、相対的信念をどのように活用できるかについて議論する。
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