論文の概要: Tight any-shot quantum decoupling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.17430v1
• Date: Thu, 19 Feb 2026 15:01:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-20 15:21:29.113106
• Title: Tight any-shot quantum decoupling
• Title（参考訳）: ショットなしの量子デカップリング
• Authors: Mario Berta, Hao-Chung Cheng, Yongsheng Yao,
• Abstract要約: 量子エントロピー相対距離の項で定式化された新しいワンショットデカップリング定理を証明した。 この境界は量子相対エントロピー距離においてアンサンブルタイトであることが示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.729027844524893
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum information decoupling is a fundamental primitive in quantum information theory, underlying various applications in quantum physics. We prove a novel one-shot decoupling theorem formulated in terms of quantum relative entropy distance, with the decoupling error bounded by two sandwiched Rényi conditional entropies. In the asymptotic i.i.d. setting of standard information decoupling via partial trace, we show that this bound is ensemble-tight in quantum relative entropy distance and thereby yields a characterization of the associated decoupling error exponent in the low-cost-rate regime. Leveraging this framework, we derive several operational applications formulated in terms of purified distance: (i) a single-letter expression for the exact error exponent of quantum state merging in terms of Petz-Rényi conditional entropies, and (ii) regularized expressions for the achievable error exponent of entanglement distillation and quantum channel coding in terms of Petz-Rényi coherent informations. We further prove that these achievable bounds are tight for maximally correlated states and generalized dephasing channels, respectively, for the high distillation-rate/coding-rate regimes.
• Abstract（参考訳）: 量子情報デカップリング(quantum information decoupling)は、量子情報理論における基本的なプリミティブであり、量子物理学における様々な応用の基礎となっている。 量子相対エントロピー距離の項で定式化された新しいワンショットデカップリング定理を証明し、デカップリング誤差を2つのサンドイッチされたレニイ条件エントロピーで有界にする。 部分トレースによる標準情報デカップリングの漸近的設定では、この境界が量子相対エントロピー距離においてアンサンブルタイトであることを示し、これにより、低コストな状態における関連するデカップリング誤差指数の特徴づけが得られる。 この枠組みを活用して、精製された距離で定式化されたいくつかの運用アプリケーションを導出する。 i)Petz-Rényi条件付きエントロピーでマージする量子状態の正確な誤差指数に対するシングルレター式、および (II)ペッツ・レニイコヒーレント情報を用いたエンタングルメント蒸留と量子チャネル符号化の達成可能な誤差指数の正規化式。 さらに, これらの達成可能な境界は, 高蒸留レート/コーディングレート系において, それぞれ, 最大相関状態と一般化デファス化チャネルに対して厳密であることを示す。

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