論文の概要: Simulating quantum instruments with projective measurements and quantum post-processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.00956v1
- Date: Sun, 02 Mar 2025 16:31:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-05 19:17:27.414412
- Title: Simulating quantum instruments with projective measurements and quantum post-processing
- Title（参考訳）: 射影測定と量子後処理による量子機器のシミュレーション
- Authors: Shishir Khandelwal, Armin Tavakoli,
- Abstract要約: 楽器のシミュラビリティは, 絡み合いの分類問題に接続可能であることを示す。
これにより、汎用機器のシミュレーションやキュービットの完全なキャラクタリゼーションに計算的に効率的な必要条件が導かれる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.084121187559864
- License:
- Abstract: Quantum instruments describe both the classical outcome and the updated state associated with a quantum measurement. We ask whether these processes can be simulated using only a natural subset of resources, namely projective measurements on the system and quantum processing of the post-measurement states. We show that the simulability of instruments can be connected to an entanglement classification problem. This leads to a computationally efficient necessary condition for simulation of generic instruments and to a complete characterisation for qubits. We use this to address relevant quantum information tasks, namely (i) the noise-tolerance of standard qubit unsharp measurements, (ii) non-projective advantages in information-disturbance trade-offs, and (iii) increased sequential Bell inequality violations under projective measurements. Moreover, we consider also $d$-dimensional L\"uders instruments that correspond to weak versions of standard basis measurements and show that for large $d$ these can permit scalable noise-advantages over projective implementations.
- Abstract（参考訳）: 量子機器は古典的な結果と量子測定に関連する更新状態の両方を記述する。
我々は,これらのプロセスが資源の自然なサブセット,すなわちシステム上の射影測定と後測定状態の量子処理のみを用いてシミュレートできるかどうかを問う。
楽器のシミュラビリティは, 絡み合いの分類問題に接続可能であることを示す。
これにより、汎用機器のシミュレーションやキュービットの完全なキャラクタリゼーションに計算的に効率的な必要条件が導かれる。
私たちはこれを、関連する量子情報タスク、すなわち、それに対処するために使用します。
(i)標準量子ビットアンシャープ測定の耐雑音性
(二)情報ゆらぎトレードオフにおける非計画的優位性及び
三 射影測定により連続ベル不等式違反を増大させる。
さらに、標準ベース測定の弱いバージョンに対応する$d$-dimensional L\"udersも検討し、大きな$d$の場合、射影的実装よりもスケーラブルなノイズアドバンテージを許容できることを示す。
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