論文の概要: Reusability of Quantum Catalysts

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.26432v1
• Date: Thu, 30 Oct 2025 12:28:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-31 16:05:09.80669
• Title: Reusability of Quantum Catalysts
• Title（参考訳）: 量子触媒の再利用性
• Authors: Haitao Ma, Yantong Li, Yingchun Kang, Bing Yu, Junjing Xing, Zhaobing Fan, Yunlong Xiao,
• Abstract要約: 触媒の利点は 繰り返し使うと 必然的に減少する 触媒の利点は、繰り返しの使用によって必然的に減少することを示す。 量子過程における触媒の有限再利用性を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.9230464908855325
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum catalysts enable transformations that otherwise would be forbidden, offering a pathway to surpass conventional limits in quantum information processing. Among them, embezzling catalysts stand out for achieving near-perfect performance while tolerating only minimal disturbance, bridging the gap between ideal and practical catalysis. Yet, this superior capability comes at a cost: Each use slightly degrades the catalyst, leading to an inevitable accumulation of imperfection. This gradual decay defines their most distinctive property -- reusability -- which, despite its fundamental importance, remains largely unexplored. Here, we establish a quantitative framework to characterize the operational lifetime of embezzling catalysts, focusing on their role in entanglement distillation and extending the analysis to quantum teleportation. We show that the catalytic advantage inevitably diminishes with repeated use, deriving bounds on the maximum effective reuse rounds for a desired performance gain. Our results uncover the finite reusability of catalysts in quantum processes and point toward sustainable strategies for quantum communication.
• Abstract（参考訳）: 量子触媒は、他の方法で禁止されるような変換を可能にし、従来の量子情報処理の限界を超える経路を提供する。 このうち、エンベジング触媒は、最小限の乱れのみを許容し、理想触媒と実用触媒とのギャップを埋めつつ、ほぼ完璧な性能を達成するために際立っている。 しかし、この優れた能力はコストがかかる: それぞれの使用によって触媒がわずかに劣化し、不完全性が必然的に蓄積される。 この段階的な崩壊は、その最も独特な性質である再利用可能性を定義する。 そこで我々は, エンベジング触媒の運転寿命を特徴付ける定量的枠組みを確立し, エンバジング蒸留におけるその役割に着目し, 解析を量子テレポーテーションに拡張する。 触媒の利点は繰り返しの使用によって必然的に減少し,所望の性能向上のための最大有効再利用ラウンドの境界が導かれることを示す。 本結果は, 量子過程における触媒の有限再使用性を明らかにするとともに, 量子通信の持続可能な戦略を示唆するものである。

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