論文の概要: Unspeakable Coherence Concentration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04255v1
• Date: Wed, 03 Dec 2025 20:46:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:45.871022
• Title: Unspeakable Coherence Concentration
• Title（参考訳）: 話し難いコヒーレンス濃度
• Authors: Benjamin Stratton, Chung-Yun Hsieh, Paul Skrzypczyk,
• Abstract要約: 説明不能コヒーレンス(英語版)は量子物理学と古典物理学を分ける重要な特徴である。 入力出力コヒーレンスの割合を無拘束で増幅できる状態が存在することを示す。
• 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: Unspeakable coherence is a key feature separating quantum and classical physics. Modelled as asymmetry with respect to a continuous transformation generated by a physically relevant observable, such as the Hamiltonian or angular moment, unspeakable coherence has been shown to be the relevant notion of coherence for achieving quantum advantage in the tasks of metrology, reference frame alignment and work extraction, among others. A question of both practical and foundational value is: Given some copies of a state with low coherence, can we prepare a more coherent state via coherence non-increasing operations? Here, we study this question in the minimal limiting case: Given two uncorrelated copies of a coherent state, can one, via globally coherence non-increasing unitaries, increase the coherence in a subsystem? We fully solve this problem for qubits, identifying the optimal unitaries and revealing the existence of bound coherence. This is then used to create a completely constructive multi-qubit coherence enhancement protocol, where only effective-qubit unitaries are used. Unexpectedly, in this protocol, we show that there exists states for which the ratio of the input-output coherence can be amplified unboundedly. Extending beyond qubits, we derive two fundamental upper bounds on the amount of local coherence that can be increased and prove a no-go theorem showing that certain global correlations cannot be converted to local coherence.
• Abstract（参考訳）: 説明不能コヒーレンス(英語版)は量子物理学と古典物理学を分ける重要な特徴である。 ハミルトンモーメントや角モーメントのような物理的に関係のある可観測性によって生成される連続的な変換に関して非対称性としてモデル化された無言コヒーレンス(英語版)は、メトロジー、参照フレームアライメント、作業抽出といったタスクにおいて量子的優位性を達成するためのコヒーレンス(英語版)の関連概念であることが示されている。 一貫性の低い状態のコピーがいくつか与えられたら、コヒーレンス非増加操作によってよりコヒーレンスな状態を準備できるだろうか? コーヒーレント状態の2つの非相関コピーが与えられた場合、世界的コヒーレンスなユニタリを通じて、サブシステムにおけるコヒーレンスを増大させることができるか? 量子ビットに対するこの問題を完全に解決し、最適なユニタリを同定し、有界コヒーレンスの存在を明らかにする。 これにより、完全に構成されたマルチキュービットコヒーレンス拡張プロトコルが作成され、有効量子ユニタリのみが使用される。 このプロトコルでは、入力出力コヒーレンスの割合をアンバウンドで増幅できる状態が存在することを示す。 キュービットを超えて拡張すると、拡大できる局所コヒーレンス(英語版)の量に関する2つの基本的な上限が導かれ、ある大域的相関が局所コヒーレンスに変換できないことを示すノーゴー定理が証明される。

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