論文の概要: Predictability of quantum observables: Applications in QKD and top quarks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.24502v2
• Date: Wed, 04 Jun 2025 23:25:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-06 14:14:43.142239
• Title: Predictability of quantum observables: Applications in QKD and top quarks
• Title（参考訳）: 量子可観測物の予測可能性:QKDおよびトップクォークへの応用
• Authors: Dennis I. Martínez-Moreno, Miguel Castillo-Celeita, Diego G. Bussandri,
• Abstract要約: 本研究では,ベイズリスクと推定分散を用いて,二部量子系における局所観測可能量の予測可能性の定量化と最適化を行う。 また、任意の2量子状態に対する解析式を提供し、アインシュタイン-ポドルスキー-ローゼンステアリング基準との関係を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We quantify and optimize the predictability of local observables in bipartite quantum systems by employing the Bayes risk and the inference variance, two measures rooted in statistical learning theory. Specifically, we minimized these quantities when the prediction is improved by an additional quantum system, providing analytical expressions for arbitrary two-qubit states, and showcasing a connection with Einstein-Podolsky-Rosen steering criteria. Then, we embed our Bayes risk minimization into an entanglement-based quantum key distribution protocol, yielding asymptotically higher secure-key rates than standard BB84 under realistic noise. We applied these results to Bell states affected by local amplitude-damping noises, and spin correlation in top-antitop quark pairs from high-energy collisions.
• Abstract（参考訳）: ベイズリスクと推論分散を利用して、二部量子系における局所観測可能量の予測可能性を定量化し、最適化する。 具体的には、新たな量子システムによって予測が改善され、任意の2ビット状態に対する解析式が提供され、アインシュタイン-ポドルスキー-ローゼンステアリング基準との接続を示す際に、これらの量を最小限に抑えた。 そして、ベイズリスク最小化を絡み合いベースの量子鍵分配プロトコルに組み込み、現実的な雑音下での標準BB84よりも漸近的に安全な鍵レートを得る。 高エネルギー衝突によるトップ対向クォーク対における局所振幅減衰雑音およびスピン相関の影響をベル状態に適用した。

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