論文の概要: Experimental optimal discrimination of $N$ states of a qubit with fixed rates of inconclusive outcomes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.14537v1
- Date: Thu, 21 Nov 2024 19:09:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-25 15:01:06.049089
- Title: Experimental optimal discrimination of $N$ states of a qubit with fixed rates of inconclusive outcomes
- Title（参考訳）: 不確定な結果の固定レートを持つ量子ビットの$N$状態の実験的最適判別
- Authors: L. F. Melo, M. A. Solís-Prosser, O. Jiménez, A. Delgado, L. Neves,
- Abstract要約: 一般化された測定スキームでは、不確定結果の固定レート(FRIO)の制約の下で誤差率を最小化する。
ここでは、フォトニックパスモードで符号化された量子ビットの対称状態に対して、$N=2,3,5,$と$7$の最適FRIO判別を実験的に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5452584641316628
- License:
- Abstract: In a general optimized measurement scheme for discriminating between nonorthogonal quantum states, the error rate is minimized under the constraint of a fixed rate of inconclusive outcomes (FRIO). This so-called optimal FRIO measurement encompasses the standard and well known minimum-error and optimal unambiguous (or maximum-confidence) discrimination strategies as particular cases. Here, we experimentally demonstrate the optimal FRIO discrimination between $N=2,3,5,$ and $7$ equally likely symmetric states of a qubit encoded in photonic path modes. Our implementation consists of applying a probabilistic quantum map which increases the distinguishability between the inputs in a controlled way, followed by a minimum-error measurement on the successfully transformed outputs. The results obtained corroborate this two-step approach and, in our experimental scheme, it can be straightforwardly extended to higher dimensions. The optimized measurement demonstrated here will be useful for quantum communication scenarios where the error rate and the inconclusive rate must be kept below the levels provided by the respective standard strategies.
- Abstract（参考訳）: 非直交量子状態の判別のための一般的な最適化された測定手法では、誤差率は不確定結果の固定レート(FRIO)の制約の下で最小化される。
このいわゆる最適FRIO測定は、特定のケースとして、標準的でよく知られた最小エラーと最適不明確な(または最大信頼)識別戦略を包含する。
ここでは、フォトニックパスモードで符号化された量子ビットの対称状態に対して、$N=2,3,5,$と$7$の最適FRIO判別を実験的に示す。
我々の実装は、制御された方法で入力間の区別性を高める確率論的量子マップを適用し、その後、変換された出力の最小エラー測定を行う。
その結果、この2段階のアプローチが相関し、実験計画では、より高次元に容易に拡張できることがわかった。
ここで実証された最適化された測定は、それぞれの標準戦略によって提供されるレベル以下に誤り率と不決定率を保持する必要がある量子通信シナリオに有用である。
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