論文の概要: Semi-device-independent channel identification with communication matrices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.14273v1
• Date: Tue, 18 Nov 2025 09:08:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-19 16:23:53.026489
• Title: Semi-device-independent channel identification with communication matrices
• Title（参考訳）: 通信行列を用いた半デバイス非依存チャネル同定
• Authors: Samgeeth Puliyil, Leevi Leppäjärvi, Mário Ziman,
• Abstract要約: 我々は、2つの量子チャネルを区別し、得られた測定統計からそれらを再構築する作業について検討する。 通信行列の定式化では,準備・測定シナリオの測定統計値が通信行列として表現される。 通信行列のランクから,セットアップの情報を直接推定できることが示される。
• 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 look into the task of differentiating between any two quantum channels and reconstructing them from the obtained measurement statistics with possibly limited information about the experimental set-up. We employ the communication matrix formalism where the measurement statistics of a prepare-and-measure scenario is represented as a stochastic communication matrix. In order to differentiate between any two quantum channels, the informational completeness of the set-up is both necessary and sufficient. On the other hand, if we want to uniquely characterize any quantum channel, in addition we also need to have a complete description of the set-up. We show that in many important cases we can deduce this information directly from the communication matrix of the set-up before applying the channel. Given that we trust the dimension of the system, we show that we can deduce the information completeness of the set-up directly from the rank of the communication matrix. Furthermore, we show that another quantity of the communication matrix, called the information storability, can be used to self-test the set-up (up to unitary or antiunitary freedom) for an important class of states and measurements. This provides us a semi-device-independent way to identify quantum channels from the prepare-and-measure statistics. Lastly, we consider scenarios where we might have some additional information about the channels or additional resources at our disposal which could help us relax some of the assumptions of the proposed scenario.
• Abstract（参考訳）: 2つの量子チャネルを区別し、実験的なセットアップに関する情報を限定して得られた測定値からそれらを再構成する作業について検討する。 我々は,確率的通信行列として準備・測定シナリオの測定統計を表現した通信行列形式を用いる。 2つの量子チャネルを区別するためには、セットアップの情報完全性は必要かつ十分である。 一方、任意の量子チャネルを一意に特徴づけたい場合は、セットアップの完全な記述も必要である。 多くの重要なケースにおいて、チャンネルを適用する前に、セットアップの通信行列から直接この情報を推測できることを示します。 システムの寸法を信頼すると、通信行列のランクから直接セットアップの情報完全性を推定できることが示される。 さらに,情報保存性(information storability)と呼ばれる通信行列の別の量を用いて,重要な状態と測定のクラスに対するセットアップ(単位的あるいは反単位的自由まで)を自己テストできることを示す。 これにより、準備と測定の統計から量子チャネルを識別する半デバイス非依存の方法を提供する。 最後に、提案されたシナリオの前提の一部を緩和するのに役立つチャネルや追加リソースについて、いくつかの追加情報を持つシナリオについて検討する。

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