論文の概要: Unified Framework for Direct and Complete Characterization of an Unknown Kraus Operator and Density Matrix Using a Single Input State

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.21766v1
• Date: Wed, 15 Oct 2025 13:52:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-03 05:35:45.958051
• Title: Unified Framework for Direct and Complete Characterization of an Unknown Kraus Operator and Density Matrix Using a Single Input State
• Title（参考訳）: 単一入力状態を用いた未知クラウス演算子と密度行列の直接的・完全評価のための統一フレームワーク
• Authors: Sahil, Swarup Kumar Giri, Sohail,
• Abstract要約: 本研究では、未知のクラウス作用素の直接的かつ完全な特徴づけを可能にする統一的なフレームワークを提案する。 重要なこととして,本手法はシステムとプローブの結合の強さに制約を課さない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.006394464628619382
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Characterization of quantum measurements and dynamical processes is typically performed using pure state preparations. However, in realistic experimental settings, the preparation of pure states is often infeasible due to noise and system constraints. In this work, we present a unified framework that enables the direct and complete characterization of an unknown Kraus operator using only a single input state. The same framework also supports the characterization of unknown observable, unitary operator, and density matrix. Remarkably, all these tasks are accomplished using a single input state, a set of projector-based unitary evolution operators, and the measurement of a single observable. Importantly, our approach imposes no constraints on the strength of the coupling between the system and a probe.
• Abstract（参考訳）: 量子測定と動的過程のキャラクタリゼーションは、典型的には純粋な状態準備を用いて行われる。 しかし、現実的な実験環境では、純粋な状態の生成は、ノイズやシステムの制約のため、しばしば不可能である。 本研究では,1つの入力状態のみを用いて未知のクラス演算子の直接的かつ完全な特徴付けを可能にする統一的なフレームワークを提案する。 同じフレームワークは、未知の可観測性、ユニタリ演算子、密度行列の特徴づけもサポートする。 注目すべきは、これらすべてのタスクは、単一の入力状態、プロジェクタベースのユニタリ進化作用素のセット、そして単一の観測可能な測定によって達成されることである。 重要なこととして,本手法はシステムとプローブの結合の強さに制約を課さない。

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