論文の概要: Fundamental Limits Of Quickest Change-point Detection With Continuous-Variable Quantum States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.16259v1
- Date: Tue, 22 Apr 2025 20:36:20 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-02 19:15:52.91991
- Title: Fundamental Limits Of Quickest Change-point Detection With Continuous-Variable Quantum States
- Title（参考訳）: 連続可変量子状態による最短点検出の基本限界
- Authors: Tiju Cherian John, Christos N. Gagatsos, Boulat A. Bash,
- Abstract要約: 無限次元量子システムに最も高速な変化点検出のための量子CUSUMアルゴリズムを一般化する。
予測検出遅延と平均誤報時間との関係を特徴とするQUSUM戦略が最適性を維持していることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6358505918152435
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We generalize the quantum CUSUM (QUSUM) algorithm for quickest change-point detection, analyzed in finite dimensions by Fanizza, Hirche, and Calsamiglia (Phys. Rev. Lett. 131, 020602, 2023), to infinite-dimensional quantum systems. Our analysis relies on a novel generalization of a result by Hayashi (Hayashi, J. Phys. A: Math. Gen. 34, 3413, 2001) concerning the asymptotics of quantum relative entropy, which we establish for the infinite-dimensional setting. This enables us to prove that the QUSUM strategy retains its asymptotic optimality, characterized by the relationship between the expected detection delay and the average false alarm time for any pair of states with finite relative entropy. Consequently, our findings apply broadly, including continuous-variable systems (e.g., Gaussian states), facilitating the development of optimal change-point detection schemes in quantum optics and other physical platforms, and rendering experimental verification feasible.
- Abstract（参考訳）: 我々は,Fanizza,Hirche,Calsamiglia (Phys. Rev. Lett. 131, 020602, 2023) によって有限次元で解析された,最も高速な変化点検出のための量子 CUSUM (QUSUM) アルゴリズムを無限次元量子系に一般化する。
我々の分析は、量子相対エントロピーの漸近性について、林(ハヤシ, J. Phys. A: Math. 34, 3413, 2001)の新たな一般化に依存し、無限次元の設定を定めている。
これにより、QUSUM戦略がその漸近的最適性を維持していることを示すことができる。これは、期待される検出遅延と、有限相対エントロピーを持つ任意の一対の状態に対する平均誤警報時間との関係が特徴である。
その結果、連続可変系(例えばガウス状態)、量子光学やその他の物理プラットフォームにおける最適点検出スキームの開発、実験的な検証の実現など、幅広い応用が可能となった。
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