論文の概要: Enhanced quantum hypothesis testing via the interplay between coherent evolution and noises
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.02282v1
- Date: Mon, 5 Aug 2024 07:32:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-06 14:16:18.642175
- Title: Enhanced quantum hypothesis testing via the interplay between coherent evolution and noises
- Title（参考訳）: コヒーレント進化と雑音の相互作用による量子仮説の高度化
- Authors: Qing Li, Lingna Wang, Min Jiang, Ze Wu, Haidong Yuan, Xinhua Peng,
- Abstract要約: 量子仮説テスト(QHT)におけるノイズの役割は、十分に解明されていない。
超低磁場核磁気共鳴スピン系の設定において、ノイズ支援QHTプロトコルを考案し、実験的に実装した。
実験結果から,QHTのノイズダイナミクスによる成功確率は,単体進化のみによって設定された天井を超えることが確認された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.716993528282281
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Previous studies in quantum information have recognized that specific types of noise can encode information in certain applications. However, the role of noise in Quantum Hypothesis Testing (QHT), traditionally assumed to undermine performance and reduce success probability, has not been thoroughly explored. Our study bridges this gap by establishing sufficient conditions for noisy dynamics that can surpass the success probabilities achievable under noiseless (unitary) dynamics within certain time intervals. We then devise and experimentally implement a noise-assisted QHT protocol in the setting of ultralow-field nuclear magnetic resonance spin systems. Our experimental results demonstrate that the success probability of QHT under the noisy dynamics can indeed surpass the ceiling set by unitary evolution alone. Moreover, we have shown that in cases where noise initially hampers the performance, strategic application of coherent controls on the system can transform these previously detrimental noises into advantageous factors. This transformative approach demonstrates the potential to harness and leverage noise in QHT, which pushes the boundaries of QHT and general quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子情報の研究は、特定の種類のノイズが特定のアプリケーションで情報をエンコードできることを認識している。
しかし、量子仮説テスト(QHT)におけるノイズの役割は、伝統的に性能を損ね、成功確率を低下させると考えられてきたが、完全には解明されていない。
本研究は,ノイズのない(単項)力学の下で達成可能な成功確率を一定時間間隔で超えるようなノイズダイナミクスの十分な条件を確立することにより,このギャップを埋めるものである。
次に、超低磁場核磁気共鳴スピン系の設定において、ノイズ支援QHTプロトコルを考案し、実験的に実装する。
実験結果から,QHTのノイズダイナミクスによる成功確率は,単体進化のみによって設定された天井を超えることが確認された。
さらに,当初,騒音が性能を損なう場合,従来の有害騒音を有利な要因に変換できることを示す。
この変換的アプローチはQHTにおけるノイズの活用と活用の可能性を示し、QHTと一般的な量子情報処理の境界を押し上げる。
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