論文の概要: Local Distinguishability of Multipartite Orthogonal Quantum States: Generalized and Simplified

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.20074v1
• Date: Tue, 27 Jan 2026 21:36:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-29 15:46:06.672156
• Title: Local Distinguishability of Multipartite Orthogonal Quantum States: Generalized and Simplified
• Title（参考訳）: 多粒子直交量子状態の局所的識別性:一般化と単純化
• Authors: Ian George, Mohammad A. Alhejji,
• Abstract要約: Walgate, Short, Hardy, Vedral は有限次元において一方向局所演算と古典的通信プロトコルが存在することを証明している。 この結果をより単純な証明で無限次元に拡張する。 我々は、Walgateらの結果と、全ての量子チャネルのワンショット環境支援古典的容量がチャネル使用当たりの少なくとも1ビットであるという事実の等価性を確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2891210250935148
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In a seminal work [PRL85.4972], Walgate, Short, Hardy, and Vedral prove in finite dimensions that for every pair of pure multipartite orthogonal quantum states, there exists a one-way local operations and classical communication (LOCC) protocol that perfectly distinguishes the pair. We extend this result to infinite dimensions with a simpler proof. For states on $\mathbb{C}^{d_A \times d_A} \otimes \mathbb{C}^{d_B \times d_B}$, we strengthen this existence result by constructing an $O(d_A^2 d_B^2)$-time algorithm that specifies such a perfect one-way LOCC protocol. Finally, we establish the equivalence between Walgate et al.'s result and the fact that the one-shot environment-assisted classical capacity of every quantum channel is at least 1 bit per channel use, thereby clarifying the literature on these notions. At the core of all of these results is the fact that every operator with vanishing trace admits a basis where its diagonal entries are all zero.
• Abstract（参考訳）: セミナルな研究(PRL85.4972)では、ワルゲート、ショート、ハーディ、ヴェドラルが有限次元で証明し、純多部量子状態の全てのペアに対して、ペアを完全に区別する一方向局所演算と古典的通信(LOCC)プロトコルが存在することを証明している。 この結果をより単純な証明で無限次元に拡張する。 例えば、$\mathbb{C}^{d_A \times d_A} \otimes \mathbb{C}^{d_B \times d_B}$に対して、このような完全な一方向LOCCプロトコルを規定する$O(d_A^2 d_B^2)$-timeアルゴリズムを構築して、この存在を補強する。 最後に、Walgateらの結果と、全ての量子チャネルのワンショット環境支援古典的容量がチャネル使用当たり少なくとも1ビットであるという事実の等価性を確立し、これらの概念に関する文献を明らかにする。 これらの結果の核となるのは、トレースが消えるすべての作用素が、その対角成分がすべて 0 である基底を持つという事実である。

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