論文の概要: Experimental Virtual Quantum Broadcasting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.11390v1
• Date: Mon, 20 Jan 2025 10:33:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-22 14:21:53.624182
• Title: Experimental Virtual Quantum Broadcasting
• Title（参考訳）: 仮想量子放送の実験
• Authors: Yuxuan Zheng, Xinfang Nie, Hongfeng Liu, Yutong Luo, Dawei Lu, Xiangjing Liu,
• Abstract要約: 我々は,仮想量子放送を実装するために,後処理プロトコルと統合された量子回路を開発した。 仮想放送マップに最も近い物理マップである最適量子クローン化器を実験的に検証する。 最適量子クローンの入力と局所出力との統計的結果の差を,量子力学が課す基本誤差として同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2050877805909537
• License:
• Abstract: The quantum no-broadcasting theorem states that it is fundamentally impossible to perfectly replicate an arbitrary quantum state, even if correlations between the copies are allowed. While quantum broadcasting cannot occur through any physical process, it can be realized virtually through a process called virtual quantum broadcasting (VQB), which is described by a Hermitian-preserving and trace-preserving map. In this work, we first leverage the concept of the linear combination of unitaries and design a quantum circuit integrated with a post-processing protocol to implement VQB and demonstrate it in a nuclear magnetic resonance system. Then, we experimentally verify the closest physical map, known as the optimal quantum cloner, to the virtual broadcasting map, by comparing the trace distance between Choi states of the VQB map and a given set of physical maps. Finally, we identify the difference in statistical outcomes between the input of the optimal quantum cloner and its local output as the fundamental error imposed by quantum mechanics and show how VQB suppresses this error. Our method applies to quantum systems of any dimension.
• Abstract（参考訳）: 量子放送の定理は、たとえコピー間の相関が許されるとしても、任意の量子状態を完全に複製することは基本的に不可能であると述べている。 量子放送は物理過程を通しては発生しないが、仮想量子放送(VQB)と呼ばれるプロセスによって事実上実現することができる。 本稿では、まずユニタリの線形結合の概念を活用し、後処理プロトコルと統合された量子回路を設計し、VQBを実装し、核磁気共鳴システムでそれを実証する。 次に,VQBマップのチェイ状態と与えられた物理マップとのトレース距離を比較することにより,仮想放送マップに最も近い物理マップである最適量子クローン法を実験的に検証する。 最後に、最適量子クローンの入力と局所出力との統計的結果の差を、量子力学によって課される基本誤差として同定し、VQBがこの誤差をいかに抑制するかを示す。 我々の方法はどんな次元の量子系にも当てはまる。

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