論文の概要: Comparing quantum channels using Hermitian-preserving trace-preserving linear maps: A physically meaningful approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.07822v1
- Date: Mon, 08 Dec 2025 18:54:22 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-09 22:03:55.017206
- Title: Comparing quantum channels using Hermitian-preserving trace-preserving linear maps: A physically meaningful approach
- Title（参考訳）: エルミート保存トレース保存線形写像を用いた量子チャネルの比較:物理的に有意義なアプローチ
- Authors: Arindam Mitra, Jatin Ghai,
- Abstract要約: 我々は,Hermitian保存トレース保存線形写像を用いて,一対の量子チャネルを比較する物理的に有意義な方法を示す。
また、この結果が量子デバイスの不整合性に与える影響を例に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.2334188104823225
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In quantum technologies, quantum channels are essential elements for the transmission of quantum states. The action of a quantum channel usually introduces noise in the quantum state and thereby reduces the information contained in it. Concatenating a quantum channel with another quantum channel makes it more noisy and degrades its information and resource preservability. These are mathematically described by completely positive trace-preserving linear maps that represent the generic evolution of quantum systems. These are special cases of Hermitian-preserving trace-preserving linear maps. In this work, we demonstrate a physically meaningful way to compare a pair of quantum channels using Hermitian-preserving trace-preserving linear maps. More precisely, given a pair of quantum channels and an arbitrary unknown input state, we show that if the output state of one quantum channel from the pair can be obtained from the output statistics of the other channel from the pair using some quantum measurement, then the latter channel from the pair can be obtained from the former channel by concatenating it with a Hermitian-preserving trace-preserving linear map. This relation between these two channels is a preorder, and we try to study its characterization in this work. We also illustrate the implications of our results for the incompatibility of quantum devices through an example.
- Abstract（参考訳）: 量子技術では、量子チャネルは量子状態の伝達に必須の要素である。
量子チャネルの作用は通常、量子状態のノイズを導入し、それに含まれる情報を減らす。
量子チャネルを別の量子チャネルと結合することで、よりノイズが増し、その情報とリソースの保存性が低下する。
これらは量子系の一般的な進化を表す完全正のトレース保存線形写像によって数学的に記述される。
これらはエルミート保存トレース保存線型写像の特別な場合である。
本研究では,Hermitian保存されたトレース保存線形写像を用いて,量子チャネルの対を比較する物理的に有意義な方法を示す。
より正確には、一対の量子チャネルと任意の未知の入力状態が与えられた場合、ペアからの1つの量子チャネルの出力状態が、ある量子測度を用いて、対からの他のチャネルの出力統計値から得ることができれば、そのペアからの後者のチャネルは、エルミート保存されたトレース保存線形写像と連結することにより、前のチャネルから得ることができることを示す。
この2つのチャネル間の関係はプレオーダーであり,本研究においてその特性について検討する。
また、この結果が量子デバイスの不整合性に与える影響を例に示す。
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