論文の概要: The effect of partial post-selection on quantum discrimination

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.14105v1
• Date: Tue, 17 Jun 2025 01:49:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-18 17:34:59.286793
• Title: The effect of partial post-selection on quantum discrimination
• Title（参考訳）: 部分選択が量子識別に及ぼす影響
• Authors: Qipeng Qian, Christos N. Gagatsos,
• Abstract要約: 偏差測定によって、未知状態と非直交状態の区別性能が平均的に向上するかどうかを問う。 我々は,全ての可能な条件付き状態に対して平均化される最小誤差確率を,元の入力状態を識別する最小誤差確率以下に抑えることができないことを示す。
• 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: The discrimination of quantum states is a central problem in quantum information science and technology. Meanwhile, partial post-selection has emerged as a valuable tool for quantum state engineering. In this work, we bring these two areas together and ask whether partial measurements can, on average, enhance the discrimination performance between two unknown and non-orthogonal pure states. Our framework is general: the two unknown states interact with the same environment-set in a pure state-via an arbitrary unitary transformation. A partial measurement is then performed on one of the output modes, modeled by an arbitrary positive operator-valued measure (POVM). We then allow classical communication to inform the unmeasured mode of the outcome of the partial measurement on the other mode, which is subsequently measured by a POVM that is optimal in the sense that the probability of error is minimized. The two POVMs act locally, but since we allow for classical communication between the two modes, we consider a scheme involving local operations and classical communication (LOCC). Under these considerations, we show that the minimum error probability, averaged over all possible conditional states, cannot be reduced below the minimum error probability of discriminating the original input states. In other words, prior state engineering via partial measurement does not improve the average discrimination performance.
• Abstract（参考訳）: 量子状態の識別は、量子情報科学と技術の中心的な問題である。 一方、部分的なポストセレクションは量子状態工学の貴重なツールとして現れている。 本研究では,これら2つの領域をまとめて,部分的測定によって未知状態と非直交状態の識別性能が平均的に向上するかどうかを問う。 この2つの未知の状態は、任意のユニタリ変換を介して、純粋な状態を通して同じ環境セットと相互作用する。 その後、任意の正の演算子値測定(POVM)によってモデル化された出力モードの1つで部分的な測定を行う。 次に,従来の通信では,他のモードにおける部分的測定結果の未測定モードを通知するが,これは誤りの確率が最小となるという意味で最適であるPOVMによって測定される。 2つのPOVMは局所的に動作するが、2つのモード間の古典的な通信を可能にするため、ローカル操作と古典的通信(LOCC)を含むスキームを検討する。 これらの考察により、全ての可能な条件状態に対して平均化される最小誤差確率は、元の入力状態を識別する最小誤差確率以下では減少できないことを示す。 言い換えれば、部分的な測定による事前状態工学は、平均的な識別性能を向上しない。

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