論文の概要: A Novel Stabilizer-based Entanglement Distillation Protocol for Qudits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.02383v1
- Date: Mon, 5 Aug 2024 11:14:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-06 13:46:54.813057
- Title: A Novel Stabilizer-based Entanglement Distillation Protocol for Qudits
- Title（参考訳）: 安定化器を用いた新しいクイディット用エンタングルメント蒸留プロトコル
- Authors: Christopher Popp, Tobias C. Sutter, Beatrix C. Hiesmayr,
- Abstract要約: エンタングルメント蒸留は、エラー発生環境における堅牢な量子情報処理に重要である。
安定化器符号に基づく構築は、そのようなプロトコルを設計するための効果的な方法を提供する。
本稿では,任意の素次元のベル対角線状態に対する繰り返し毎の忠実度増加を最大化する新しい2コピー蒸留プロトコルを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.016385815610837167
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement distillation, the process of converting weakly entangled states into maximally entangled ones using Local Operations and Classical Communication (LOCC), is pivotal for robust entanglement-assisted quantum information processing in error-prone environments. A construction based on stabilizer codes offers an effective method for designing such protocols. By analytically investigating the effective action of stabilizer protocols for codes in arbitrary dimensions, we establish a standard form for the output states of recurrent stabilizer-based distillation. This links the properties of input states, stabilizers, and encodings to the properties of the protocol. Based on those insights, we present a novel two-copy distillation protocol, applicable to all bipartite states, that maximizes the fidelity increase per iteration for Bell-diagonal states in any prime dimension. The power of this framework and the protocol is demonstrated through numerical investigations, which provide evidence of its superior performance in terms of efficiency and distillability of low-fidelity states compared to other well-established recurrence protocols. By elucidating the interplay between states, errors, and protocols, our contribution advances the systematic development of highly effective distillation protocols across arbitrary dimensions, enhancing our understanding of distillability.
- Abstract（参考訳）: ローカライズ・オペレーショナル・コミュニケーション(LOCC)を用いた弱い絡み合い状態から最大絡み合い状態へ変換するエンタングルメント蒸留は、エラー発生環境における堅牢な絡み合い支援量子情報処理において重要である。
安定化器符号に基づく構築は、そのようなプロトコルを設計するための効果的な方法を提供する。
任意の次元の符号に対する安定化器プロトコルの有効作用を解析することにより、繰り返し安定化器を用いた蒸留の出力状態の標準形式を確立する。
これは入力状態、安定化器、エンコーディングの特性とプロトコルの特性を結びつける。
これらの知見に基づいて,任意の素次元におけるベル対角線状態の反復毎の忠実度増加を最大化する,新しい2コピ蒸留プロトコルを提案する。
この枠組みとプロトコルのパワーは、他の確立された再帰プロトコルと比較して、低忠実度状態の効率と蒸留性において優れた性能を示す数値的な研究によって実証される。
状態, エラー, プロトコル間の相互作用を解明することにより, 任意の次元にわたる高効率蒸留プロトコルの体系的開発を進め, 蒸留可能性の理解を深める。
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