論文の概要: Characterising memory in quantum channel discrimination via constrained separability problems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.08110v1
• Date: Tue, 12 Nov 2024 19:00:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-14 16:10:09.196340
• Title: Characterising memory in quantum channel discrimination via constrained separability problems
• Title（参考訳）: 制約付き分離性問題による量子チャネル識別におけるメモリの特性評価
• Authors: Ties-A. Ohst, Shijun Zhang, Hai Chau Nguyen, Martin Plávala, Marco Túlio Quintino,
• Abstract要約: 量子記憶は、多くのプロトコルにおいて、量子情報を処理するための重要な前提条件である。 量子メモリが制限された場合のチャネル識別プロトコルの品質を特徴付ける。 この洞察により、適応的なチャネル識別プロトコルにおいて、量子記憶と古典記憶を体系的に特徴付けることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.007882727805384
• License:
• Abstract: Quantum memories are a crucial precondition in many protocols for processing quantum information. A fundamental problem that illustrates this statement is given by the task of channel discrimination, in which an unknown channel drawn from a known random ensemble should be determined by applying it for a single time. In this paper, we characterise the quality of channel discrimination protocols when the quantum memory, quantified by the auxiliary dimension, is limited. This is achieved by formulating the problem in terms of separable quantum states with additional affine constraints that all of their factors in each separable decomposition obey. We discuss the computation of upper and lower bounds to the solutions of such problems which allow for new insights into the role of memory in channel discrimination. In addition to the single-copy scenario, this methodological insight allows to systematically characterise quantum and classical memories in adaptive channel discrimination protocols. Especially, our methods enabled us to identify channel discrimination scenarios where classical or quantum memory is required, and to identify the hierarchical and non-hierarchical relationships within adaptive channel discrimination protocols.
• Abstract（参考訳）: 量子記憶は、多くのプロトコルにおいて、量子情報を処理するための重要な前提条件である。 この文を記述した根本的な問題は、既知のランダムアンサンブルから引き出された未知のチャネルを1回だけ適用することで決定するチャネル識別のタスクによって与えられる。 本稿では、補助次元で量子化された量子メモリが制限された場合、チャネル識別プロトコルの品質を特徴付ける。 これは、分離可能な量子状態の項で問題を定式化し、それぞれの分離可能な分解におけるすべての因子が従う追加のアフィン制約を課すことによって達成される。 本稿では,チャネル識別におけるメモリの役割に関する新たな洞察を得られるような,そのような問題の解に対する上下境界の計算について論じる。 単一コピーのシナリオに加えて、この方法論的な洞察により、適応的なチャネル識別プロトコルにおいて、量子記憶と古典記憶を体系的に特徴づけることができる。 特に,古典的・量子的メモリを必要とするチャネル識別シナリオを同定し,適応的なチャネル識別プロトコルにおける階層的・非階層的関係を同定する。

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