論文の概要: Quantum waste management: Utilizing residual states in quantum information processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.27687v1
• Date: Fri, 31 Oct 2025 17:57:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-03 17:52:16.197512
• Title: Quantum waste management: Utilizing residual states in quantum information processing
• Title（参考訳）: 量子廃棄物管理 : 量子情報処理における残留状態の利用
• Authors: Karol Horodecki, Chirag Srivastava, Leonard Sikorski, Siddhartha Das,
• Abstract要約: 本稿では,資源蒸留プロセス後に廃棄された状態を,その後の量子情報タスクの入力として再利用する,量子残留管理の枠組みを提案する。 このアプローチは、残留状態からの二次資源抽出を組み込むことにより、従来の量子資源理論を拡張している。
• 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: We propose a framework for quantum residual management, in which states discarded after a resource distillation process are repurposed as inputs for subsequent quantum information tasks. This approach extends conventional quantum resource theories by incorporating secondary resource extraction from residual states, thereby enhancing overall resource utility. As a concrete example, we investigate the distillation of private randomness from the residual states remaining after quantum key distribution (QKD). More specifically, we quantitatively show that after performing a well-known coherent Devetak-Winter protocol one can locally extract private randomness from its residual. We further consider the Gottesman-Lo QKD protocol, and provide the achievable rate of private randomness from the discarded states that are left after its performance. We also provide a formal framework that highlights a general principle for improving quantum resource utilization across sequential information processing tasks.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,資源蒸留プロセス後に廃棄された状態を,その後の量子情報タスクの入力として再利用する,量子残留管理の枠組みを提案する。 このアプローチは、既存の量子資源理論を拡張し、残留状態からの二次的資源抽出を組み込むことにより、全体の資源利用性を向上させる。 具体例として、量子鍵分布(QKD)後に残る残留状態からのプライベートランダムネスの蒸留について検討する。 具体的には、よく知られたコヒーレントなDevetak-Winterプロトコルを実行した後、その残余からプライベートなランダム性を局所的に抽出できることを定量的に示す。 さらに、Gottesman-Lo QKDプロトコルについて検討し、その性能の後に放棄された状態からプライベートなランダム性を達成可能な速度で提供する。 また、シーケンシャルな情報処理タスクにおける量子リソース利用を改善するための一般的な原則を強調した形式的なフレームワークも提供する。

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