論文の概要: Optimal Distillation of Qubit Clocks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.08493v1
• Date: Thu, 09 Oct 2025 17:34:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:15.249562
• Title: Optimal Distillation of Qubit Clocks
• Title（参考訳）: クビットクロックの最適蒸留
• Authors: Sujay Kazi, Iman Marvian,
• Abstract要約: 時間変換不変操作下でのコヒーレンス蒸留について検討した。 各入力量子ビットのコヒーレンスの純度の逆数の1/N$である。 さらに、量子ビットのコヒーレンス蒸留問題における多くの興味深い側面について研究する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study coherence distillation under time-translation-invariant operations: given many copies of a quantum state containing coherence in the energy eigenbasis, the aim is to produce a purer coherent state while respecting the time-translation symmetry. This symmetry ensures that the output remains synchronized with the input and that the process can be realized by energy-conserving unitaries coupling the system to a reservoir initially in an energy eigenstate, thereby modeling thermal operations supplemented by a work reservoir or battery. For qubit systems, we determine the optimal asymptotic fidelity and show that it is governed by the purity of coherence, a measure of asymmetry derived from the right logarithmic derivative (RLD) Fisher information. In particular, we find that the lowest achievable infidelity (one minus fidelity) scales as $1/N$ times the reciprocal of the purity of coherence of each input qubit, where $N$ is the number of copies, giving this quantity a clear operational meaning. We additionally study many other interesting aspects of the coherence distillation problem for qubits, including computing higher-order corrections to the lowest achievable infidelity up to $O(1/N^3)$, and expressing the optimal channel as a boundary value problem that can be solved numerically.
• Abstract（参考訳）: エネルギー固有ベイジにおけるコヒーレンスを含む量子状態の多くのコピーが与えられると、時間変換対称性を尊重しながら、より純粋なコヒーレンス状態を生成することが目的である。 この対称性は、出力が入力と同期し続けることを保証し、このプロセスは、最初にエネルギー固有状態の貯水池に系を結合するエネルギー保存ユニタリにより実現され、作業貯水池または電池で補充された熱操作をモデル化する。 量子ビット系では、最適な漸近フィデリティを判定し、正しい対数微分(RLD)フィッシャー情報から導かれる非対称性の尺度であるコヒーレンス(英語版)の純度によって支配されていることを示す。 特に、最低到達不能不忠実度(1つの最小忠実度)は、各入力量子ビットのコヒーレンス純度の逆数である1/N$のスケールであり、$N$はコピー数である。 また、量子ビットに対するコヒーレンス蒸留問題の他の興味深い側面として、O(1/N^3)$までの高次補正を計算し、最適チャネルを数値的に解ける境界値問題として表現するなど、多くの興味深い側面について検討する。

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