論文の概要: A Unified Approach to Quantum Contraction and Correlation Coefficients
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15281v1
- Date: Wed, 21 May 2025 08:58:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-22 15:42:59.405176
- Title: A Unified Approach to Quantum Contraction and Correlation Coefficients
- Title(参考訳): 量子収縮と相関係数に対する統一的アプローチ
- Authors: Ian George, Marco Tomamichel,
- Abstract要約: 作用素単調関数によって誘導される非可換$L2(p)$空間の族を導入する。
量子最大相関係数と量子 $chi2$-divergences の族を同定する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.128808054306187
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In classical information theory, the maximal correlation coefficient is used to establish strong limits on distributed processing. Through its relation to the $\chi^{2}$-contraction coefficient, it also establishes fundamental bounds on sequential processing. Two distinct quantum extensions of the maximal correlation coefficient have been introduced to recover these two scenarios, but they do not recover the entire classical framework. We introduce a family of non-commutative $L^{2}(p)$ spaces induced by operator monotone functions from which families of quantum maximal correlation coefficients and the quantum $\chi^{2}$-divergences can be identified. Through this framework, we lift the classical results to the quantum setting. For distributed processing, using our quantum maximal correlation coefficients, we establish strong limits on converting quantum states under local operations. For sequential processing, we clarify the relation between the data processing inequality of quantum maximal correlation coefficients, $\chi^{2}$-contraction coefficients, and $f$-divergences. Moreover, we establish the quantum maximal correlation coefficients and $\chi^{2}$-contraction coefficients are often computable via linear algebraic methods, which in particular implies a method for obtaining rigorous, computable upper bounds for time-homogeneous quantum Markov chains with a unique, full rank fixed point.
- Abstract(参考訳): 古典情報理論では、最大相関係数は分散処理の強い限界を確立するために用いられる。
$\chi^{2}$-contraction coefficient との関係を通じて、シーケンシャル処理の基本的な境界を確立する。
最大相関係数の2つの異なる量子展開がこれら2つのシナリオを回復するために導入されたが、古典的な枠組み全体を回復するわけではない。
作用素単調関数によって誘導される非可換な$L^{2}(p)$空間の族を導入し、そこでは量子最大相関係数の族と量子$\chi^{2}$-divergencesを同定する。
この枠組みを通じて、古典的な結果を量子設定に引き上げる。
分散処理では, 量子最大相関係数を用いて, 局所演算下での量子状態の変換に強い限界を確立する。
逐次処理では, 量子最大相関係数, $\chi^{2}$-contraction coefficient, $f$-divergences のデータ処理不等式の関係を明らかにする。
さらに、量子最大相関係数を確立し、$\chi^{2}$-contract coefficient はしばしば線形代数的手法で計算可能であり、これは特に、一意なフルランクの固定点を持つ時間同次量子マルコフ連鎖に対して厳密で計算可能な上限を求める方法を意味する。
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