論文の概要: Virtual Cloning of Quantum States
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.17279v1
- Date: Wed, 23 Jul 2025 07:34:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-24 22:33:14.900859
- Title: Virtual Cloning of Quantum States
- Title(参考訳): 量子状態の仮想クローニング
- Authors: Zhi-Hao Bi, Jing-Tao Qiu, Xiao-Dong Yu,
- Abstract要約: 本稿では,量子非閉化定理によって課される制約を回避できる仮想閉化プロトコルを提案する。
本稿では,最適な仮想クローニングプロトコルを同定する問題は,半定値プログラミング問題とみなすことができることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.085294773316861
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The inherent limitations of physical processes prevent the copying of arbitrary quantum states. Furthermore, even if we only aim to clone two distinct quantum states, it remains impossible unless they are mutually orthogonal. To overcome this limitation, we propose a virtual-cloning protocol that bypasses the restrictions imposed by the quantum no-cloning theorem. Specifically, we begin by outlining the general framework for virtual cloning and deriving a necessary and sufficient criterion for the existence of a virtual operation capable of simultaneously cloning a set of states. Subsequently, through an analysis of the simulation cost of the virtual-cloning process, we demonstrate that the problem of identifying an optimal virtual-cloning protocol can be cast as a semidefinite programming problem. Finally, we establish a connection between virtual cloning and state discrimination, from which universal bounds on the optimal cloning cost are derived.
- Abstract(参考訳): 物理過程の固有の制限は、任意の量子状態のコピーを防ぐ。
さらに、2つの異なる量子状態のクローンを目的とすれば、互いに直交しない限り不可能である。
この制限を克服するために、量子非閉化定理によって課される制限を回避できる仮想閉化プロトコルを提案する。
具体的には、仮想クローニングのための一般的な枠組みの概要と、一連の状態の同時クローニングが可能な仮想操作の存在に必要な十分な基準を導出することから始める。
その後, 仮想クローニングプロセスのシミュレーションコストの解析により, 最適な仮想クローニングプロトコルを同定する問題は, 半定値プログラミング問題として考えられることを示した。
最後に、仮想クローニングと状態識別の関連性を確立し、そこから最適なクローニングコストの普遍的境界を導出する。
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