論文の概要: All non-Gaussian states are advantageous for channel discrimination: Robustness of non-convex continuous variable quantum resources

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.13011v1
• Date: Tue, 17 Dec 2024 15:32:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-18 13:56:55.569417
• Title: All non-Gaussian states are advantageous for channel discrimination: Robustness of non-convex continuous variable quantum resources
• Title（参考訳）: すべての非ガウス状態はチャネル判別に有利である:非凸連続量子資源のロバスト性
• Authors: Leah Turner, Madalin Guta, Gerardo Adesso,
• Abstract要約: 有限次元資源理論において非ガウス状態の混合に一般化する。 これは、マルチコピーチャネル識別タスクにおける最大優位性に上限を与える。 多くの関連する理論において、チャネル分解状態の最悪のコピーを凸部分集合に定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum resource theories provide a mathematical framework for quantifying the advantage given by quantum phenomena in various tasks. The generalized robustness is one such quantifier, and enjoys an operational interpretation in the setting of channel discrimination. It is a well studied resource monotone in finite-dimensional or convex resource theories, however as of yet it has not been studied in the setting of infinite-dimensional resource theories with a non-convex set of free states. In this work, we define the generalized robustness for an arbitrary resource theory, without restricting to convex sets or to finite dimensions. We show it has two operational interpretations: firstly, it provides an upper bound on the maximal advantage in a multi-copy channel discrimination task. Secondly, in many relevant theories, it quantifies the worst-case advantage in single-copy channel discrimination when considering a decomposition of the free states into convex subsets. Finally, we apply our results to the resource theory of non-Gaussianity, thus showing that all non-Gaussian states can provide an advantage in some channel discrimination task, even those that are simply mixtures of Gaussian states. To illustrate our findings, we provide exact formulas for the robustness of non-Gaussianity of Fock states, along with an analysis of the robustness for a family of non-Gaussian states within the convex hull of Gaussian states.
• Abstract（参考訳）: 量子資源理論は、様々なタスクにおいて量子現象によって与えられる利点を定量化する数学的枠組みを提供する。 一般化されたロバスト性はそのような量化器の一つであり、チャネル識別の設定における操作的解釈を享受する。 有限次元または凸資源理論においてよく研究されている資源単調であるが、しかしながら、自由状態の非凸集合を持つ無限次元資源理論の設定において研究されていない。 本研究では、任意の資源理論に対して、凸集合や有限次元に制限されることなく、一般化されたロバスト性を定義する。 まず、マルチコピーチャネル識別タスクにおいて、最大的優位性に上限を与える。 第二に、多くの関連する理論において、自由状態の凸部分集合への分解を考えるときの単一コピーチャネル判別における最悪の利点を定量化する。 最後に、この結果は非ガウス性に関する資源理論に適用し、ガウス状態が単にガウス状態の混合であるものであっても、すべての非ガウス状態がある種のチャネル判別タスクにおいて有利であることを示す。 この結果を説明するために、フォック状態の非ガウス性に対するロバスト性に関する正確な公式と、ガウス状態の凸内における非ガウス状態の族に対するロバスト性の解析を提供する。

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