論文の概要: Resources of the advantage in quantum Illumination: Discord and entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.09468v1
• Date: Tue, 10 Feb 2026 07:04:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-11 20:17:43.418381
• Title: Resources of the advantage in quantum Illumination: Discord and entanglement
• Title（参考訳）: 量子照明の長所:不協和と絡み合い
• Authors: Mojtaba Asadollahi, Mohammad Hossein Zarei,
• Abstract要約: 量子照明において、達成可能な利点は、初期絡み合いと不協和の間の相互作用によって決定される。 与えられた状態に対する量子的優位性は、照明のために消費される不協和の量と等しいことを示す。 任意の初期不協和に対して、高い絡み合いはより高い優位性のために十分な(しかし必要ではない)資源である、と結論付ける。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We investigate the quantum advantage in quantum illumination using two-qubit mixed states as the initial resource. We show that in quantum illumination, the achievable advantage is determined by an interplay between initial entanglement and discord. First, we rigorously show that the quantum advantage for a given state equals the amount of discord consumed for illumination. Subsequently, we find that states with identical initial discord can lead to varying advantages, indicating that the usable portion of discord for illumination depends on additional structural features of the state. Then, we consider the relation between the advantage and both entanglement and discord by performing a conditional extremal analysis. To this end, for states clustered by identical advantage and initial discord, we compute the maximum and minimum initial entanglement within each cluster. We demonstrate that, for states with fixed initial discord, the maximum (and not minimum) entanglement increases by increment of the advantage. We conclude that for any given initial discord, higher entanglement is a sufficient (but not necessary) resource for higher advantage. On the other hand, for states clustered by identical advantage and initial entanglement, we compute the maximum and minimum initial discord in each group. Here, the minimum (and not always maximum) discord scales monotonically with advantage. It shows that, for fixed initial entanglement, higher discord is a necessary (but not always sufficient) resource for higher advantage. This result provides a refined, operational perspective on how different forms of quantum correlations govern the performance of the illumination protocol. We finally find a persistent linear dependence of the advantage on initial discord in the high-noise regime, highlighting discord as the key resource for resilience to noise in the protocol.
• Abstract（参考訳）: 量子照明における量子優位性について,初期資源として2量子混合状態を用いた検討を行った。 量子照明において、達成可能な利点は、初期絡み合いと不協和の間の相互作用によって決定されることを示す。 まず、与えられた状態に対する量子的優位性は、照明のために消費される不協和の量に等しいことを厳格に示す。 その後、同じ初期不協和状態が様々な利点をもたらすことが判明し、照明に用いる不協和状態の有効部分は、その状態の付加的な構造的特徴に依存することが示唆された。 そこで我々は,条件付き極端解析を行うことにより,長所と短所の関係を考察した。 この目的のために、同一の利点と初期不協和によってクラスタ化された状態に対して、各クラスタ内の最大および最小の初期絡み合いを計算する。 固定初期不協和状態の場合、利点の増大により最大(かつ最小ではない)絡み合いが増加することを示す。 任意の初期不協和に対して、高い絡み合いはより高い優位性のために十分な(しかし必要ではない)資源である、と結論付ける。 一方、同一の利点と初期絡み合いでクラスタリングされた状態に対しては、各グループにおける最大および最小の初期不協和を計算する。 ここでは、最小の(かつ常に最大ではない)不協和は、利点をもって単調にスケールする。 これは、固定された初期絡み合いの場合、より高い不協和はより高い優位性のために必要である(ただし、必ずしも十分ではない)リソースであることを示している。 この結果は、異なる形態の量子相関が照明プロトコルの性能をどのように制御するかについて、洗練された操作的視点を提供する。 最終的に、高雑音状態における初期不協和性に対する不協和性の持続的線形依存性が明らかとなり、プロトコルにおける耐雑音性の重要なリソースとして不協和性を強調した。

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