論文の概要: Adversarial quantum channel discrimination

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.03060v1
• Date: Tue, 03 Jun 2025 16:39:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-05 01:42:09.446754
• Title: Adversarial quantum channel discrimination
• Title（参考訳）: 逆量子チャネルの識別
• Authors: Kun Fang, Hamza Fawzi, Omar Fawzi,
• Abstract要約: 非対称仮説テストにおいて、最適なタイプII誤差指数は、最小出力チャネルのばらつきによって正確に特徴づけられることを示す。 これは、逆チャネル判別における量子シュタインの補題の直接的なアナログとして機能する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.59751616011475
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce a new framework for quantum channel discrimination in an adversarial setting, where the tester plays against an adversary who accesses the environmental system and possesses internal quantum memory to perform adaptive strategies. We show that in asymmetric hypothesis testing, the optimal type-II error exponent is precisely characterized by the minimum output channel divergence, a new notion of quantum channel divergence in the worst-case scenario. This serves as a direct analog of the quantum Stein's lemma in the adversarial channel discrimination. Notably, the optimal error exponent can be achieved via simple non-adaptive strategies by the adversary, and its value can be efficiently computed despite its regularization. The strong converse property for quantum channel discrimination also holds in general. This adversarial quantum Stein's lemma is proved by new chain rules for measured and sandwiched relative entropies. Moreover, we derive a generalized version of the entropy accumulation theorem between two arbitrary sequences of quantum channels, extending the existing results from entropy to divergence and providing a solution to the dual formulation of the open problem presented in [IEEE FOCS, pp. 844-850 (2022)].
• Abstract（参考訳）: そこでは, 環境システムにアクセスし, 内部量子メモリを有する相手に対して, 適応戦略を実行する。 非対称仮説テストにおいて、最適型II誤差指数は、最悪の場合において量子チャネルの発散という新しい概念である最小出力チャネルの発散によって正確に特徴づけられることを示す。 これは、逆チャネル判別における量子シュタインの補題の直接的なアナログとして機能する。 特に、最適誤差指数は、敵による単純な非適応戦略によって達成することができ、その正則性にもかかわらずその値を効率的に計算することができる。 量子チャネル判別のための強い逆性も一般に保持される。 この逆量子シュタインの補題は、測定された相対エントロピーとサンドイッチされた相対エントロピーの新しい連鎖則によって証明される。 さらに、2つの量子チャネルの任意の列間のエントロピー累積定理の一般化版を導出し、既存の結果をエントロピーから発散へと拡張し、[IEEE FOCS, pp. 844-850 (2022)]で示される開問題の二重定式化への解を与える。

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