論文の概要: Aspect of bipartite coherence in quantum discord to semi-device-independent nonlocality and its implication for quantum information processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.04430v4
- Date: Thu, 22 May 2025 07:32:16 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-23 14:49:20.726654
- Title: Aspect of bipartite coherence in quantum discord to semi-device-independent nonlocality and its implication for quantum information processing
- Title（参考訳）: 半デバイス非依存非局所性による量子不一致における二部構造コヒーレンスの一考察とその量子情報処理への応用
- Authors: Chellasamy Jebarathinam, Huan-Yu Ku, Hao-Chung Cheng, Hsi-Sheng Goan,
- Abstract要約: 半デバイスに依存しない非局所性や量子不協和性を示すためには,グローバルコヒーレンスが必要であることを示す。
量子通信タスクの量子リソースを2ビット分離可能な状態を用いて$textitremote state prepared$と同定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.437298646956505
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: $\textit{Nonlocality}$ or $\textit{steerability}$ of $\textit{quantum discord}$ can be demonstrated in the context of a $\textit{semi-device-independent}$ Bell or steering scenario where shared randomness is not a free resource, respectively. This work addresses which aspect of $\textit{bipartite coherence}$ is essential for such semi-device-independent quantum information tasks going beyond Bell nonlocality or standard quantum steering. It has been shown that $\textit{global coherence}$ of a single system can be transformed into $\textit{bipartite entanglement}$. However, global coherence can also be present in quantum discord. At the same time, discord can display bipartite coherence locally, i.e., only in a subsystem or in both subsystems. Thus, global coherence of bipartite separable states is defined here as a form of bipartite coherence that is not reducible to local coherence in any of the subsystems or both subsystems. To answer the above-mentioned question, we demonstrate that global coherence is necessary to demonstrate semi-device-independent nonlocality or steerability of quantum discord in any given Bell or steering scenario, respectively. From this result, it follows that for the resource theory of semi-device-independent nonlocality or steerability of discord, any $\textit{local operations}$ of the form $\Phi_A \otimes \Phi_B$ that may create $\textit{coherence locally}$ from an incoherent state are $\textit{free operations}$. As a by-product, we identify the precise quantum resource for the quantum communication task of $\textit{remote state preparation}$ using two-qubit separable states.
- Abstract（参考訳）: $\textit{Nonlocality}$または$\textit{steerability}$ of $\textit{quantum discord}$は、共有ランダム性がそれぞれフリーリソースではないような、$\textit{semi-device-independent}$ Bellまたはステアリングシナリオのコンテキストで示すことができる。
この作業は、ベル非局所性や標準量子ステアリングを超える半デバイス非依存の量子情報タスクにとって、$\textit{bipartite coherence}$のどの側面が必須かに対処する。
単一のシステムの$\textit{global coherence}$は$\textit{bipartite entanglement}$に変換可能であることが示されている。
しかし、大域的コヒーレンスも量子不協和として存在する。
同時に、Discordは局所的に双分割コヒーレンス(すなわちサブシステム内または両方のサブシステム内のみ)を表示することができる。
したがって、二部類分離状態の大域的コヒーレンス(英語版)は、各サブシステムまたは両方のサブシステムにおいて局所コヒーレンスに還元できない二部類コヒーレンス(英語版)の形式として定義される。
上記の疑問に答えるために、各ベルやステアリングシナリオにおいて、半デバイスに依存しない非局所性や量子不協和性を示すためには、大域的コヒーレンスが必要であることを示す。
この結果から、半デバイス非依存的な非局所性の資源理論や不協和性について、任意の$\textit{local operations}$の形の$\Phi_A \otimes \Phi_B$は、非整合状態から$\textit{coherence local}$の$\textit{free operation}$を生成できる。
副産物として、2ビットの分離可能な状態を用いて$\textit{remote state prepared}$の量子通信タスクの正確な量子資源を同定する。
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