論文の概要: No-broadcasting of non-Gaussian states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.20971v1
• Date: Thu, 23 Oct 2025 19:58:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-28 06:57:23.353539
• Title: No-broadcasting of non-Gaussian states
• Title（参考訳）: 非ガウス状態の非ブロードキャスティング
• Authors: Kaustav Chatterjee, Ulrik Lund Andersen,
• Abstract要約: ガウシアン操作による非ガウシアン状態の放送は不可能であることを示す。 我々の証明はガウス演算の固定点の理解に基づいており、制御系の理論に関係している。
• 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: Gaussian states are of fundamental importance in the physics of continuous-variable quantum systems. They are appealing for the experimental ease with which they can be produced, and for their compact and an elegant mathematical description. Nevertheless, many proposed quantum technologies require us to go beyond the realm of Gaussian states and introduce non-Gaussian elements. In terms of quantum resource theory, we can then recognize non-Gaussian states as resources and Gaussian operations and states as free, which can be used and prepared easily. Given such a structure of resource theory, the task of broadcasting the resource is to determine if the resource content of a state can be cloned in a meaningful way, which, if possible, provides a strong operation for manipulation of the resource. In this work, we prove that broadcasting of non-Gaussian states via Gaussian operations is not possible. For this, we first show that the relative entropy of non- Gaussianity is not super-additive, which rules it out as a prime candidate in the analysis of such no-go results. Our proof is then based on understanding fixed points of Gaussian operations and relates to the theory of control systems. The no-go theorem also states that if two initially uncorrelated systems interact by Gaussian dynamics and non-Gaussianity is created at one subsystem, then the non-Gaussianity of the other subsystem must be reduced. Further, keeping the set of free operations fixed to Gaussian operations, we can also comment on the broadcasting of Wigner negativity and genuine quantum non-Gaussianity.
• Abstract（参考訳）: ガウス状態は連続変数量子系の物理学において基本的な重要性を持つ。 彼らは生産できる実験的な容易さと、コンパクトでエレガントな数学的記述に訴えている。 それでも、多くの提案された量子技術は、ガウス状態の領域を超えて非ガウス的要素を導入することを要求する。 量子資源理論の観点では、非ガウス状態は資源として、ガウス状態は自由であり、容易に使用および準備できる。 このようなリソース理論の構造を前提として、リソースをブロードキャストするタスクは、状態のリソース内容が有意義な方法でクローン化できるかどうかを判断することであり、可能であれば、リソースを操作するための強力な操作を提供する。 本研究では,ガウシアン操作による非ガウシアン状態の放送は不可能であることを示す。 このために、まず非ガウス性の相対エントロピーが超加法的でないことを示す。 この証明はガウス演算の固定点の理解に基づいており、制御系の理論に関係している。 ノーゴーの定理はまた、2つの初期の非相関系がガウス力学と相互作用し、非ガウス性が1つの部分系で生成されるならば、他の部分系の非ガウス性は減少されなければならないと述べる。 さらに、ガウス演算に固定された自由操作の集合を保ちながら、ウィグナー負性および真の量子非ガウス性(英語版)の放送についてもコメントすることができる。

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