論文の概要: Asymptotic quantification of entanglement with a single copy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.07067v1
- Date: Tue, 13 Aug 2024 17:57:59 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-14 16:45:31.926494
- Title: Asymptotic quantification of entanglement with a single copy
- Title（参考訳）: 単一複写による絡み合いの漸近的定量化
- Authors: Ludovico Lami, Mario Berta, Bartosz Regula,
- Abstract要約: 本稿では, エンタングルメント蒸留(精製)のプロトコルをベンチマークする方法を紹介する。
その収量を測定する代わりに、私たちは最高のエラーを達成可能であることに焦点を合わせます。
この解は、量子状態の1つのコピーだけを用いて評価できる単一文字量であるエンタングルメントの逆相対エントロピーによって与えられることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.056359341994941
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Despite the central importance of quantum entanglement in fueling many quantum technologies, the understanding of the optimal ways to exploit it is still beyond our reach, and even measuring entanglement in an operationally meaningful way is prohibitively difficult. This is due to the need to precisely characterise many-copy, asymptotic protocols for entanglement processing. Here we overcome these issues by introducing a new way of benchmarking the fundamental protocol of entanglement distillation (purification), where instead of measuring its asymptotic yield, we focus on the best achievable error. We connect this formulation of the task with an information-theoretic problem in composite quantum hypothesis testing known as generalised Sanov's theorem. By solving the latter problem -- which had no previously known solution even in classical information theory -- we thus compute the optimal asymptotic error exponent of entanglement distillation. We show this asymptotic solution to be given by the reverse relative entropy of entanglement, a single-letter quantity that can be evaluated using only a single copy of a quantum state, which is a unique feature among operational measures of entanglement. Altogether, we thus demonstrate a measure of entanglement that admits a direct operational interpretation as the optimal asymptotic rate of an important entanglement manipulation protocol while enjoying an exact, single-letter formula.
- Abstract（参考訳）: 多くの量子技術を燃やすことにおける量子絡み合いの重要さにもかかわらず、それを利用するための最適な方法を理解することは、まだ我々の手の届かないところにあり、運用上意味のある方法での絡み合いの計測でさえ、違法に困難である。
これは、絡み合い処理のための多くのコピー、漸近的プロトコルを正確に特徴付ける必要があるためである。
ここでは, その漸近的収量を測定する代わりに, 達成可能な最良の誤差に焦点をあてる, エンタングルメント蒸留の基本プロトコル(精製)をベンチマークする新たな手法を導入することにより, これらの課題を克服する。
我々は、このタスクの定式化と、一般化されたサノフの定理として知られる複合量子仮説テストにおける情報理論問題とを結びつける。
古典的情報理論においても既知解が得られなかった後者の問題を解くことで、エンタングルメント蒸留の最適漸近誤差指数を計算する。
この漸近解は, エンタングルメントの逆相対エントロピー, 量子状態の単一コピーのみを用いて評価できる単一文字量によって与えられることを示す。
そこで,本研究では,単一文字の論理式を楽しみながら,重要な絡み合い操作プロトコルの最適漸近率として直接操作解釈を許容する絡み合いの尺度を提示する。
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