論文の概要: Quantum memory precludes mixed-unitary dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.17010v1
• Date: Tue, 17 Mar 2026 18:00:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-19 18:32:57.33122
• Title: Quantum memory precludes mixed-unitary dynamics
• Title（参考訳）: 量子メモリは混合単位力学を妨げる
• Authors: Charlotte Bäcker, Konstantin Beyer, Walter T. Strunz,
• Abstract要約: 単位量子チャネル(英: Unital quantum channel)は、最大混合状態不変性を残した性質によって定義される、量子演算の重要なクラスを形成する。 このような分解を認めないチャネルを特徴づけることは、一般に難しい問題である。 我々は、ユニタリチャネルの混合ユニタリ性と、非マルコフ力学におけるメモリ効果の(量子)性質との関係を確立する。
• 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: Unital quantum channels, defined by their property of leaving the maximally mixed state invariant, form an important class of quantum operations. A distinguished subset of these channels can be represented as a probabilistic mixture of unitary evolutions. Characterizing channels that do not admit such a decomposition is in general a hard problem with significant implications for noise mitigation in quantum technologies and for fundamental problems in quantum information theory. Here we establish a link between mixed-unitarity of unital channels and the (quantum) nature of the memory effects in non-Markovian dynamics. Translating the problem into the language of process tensors, this connection yields a hierarchy of semidefinite programs that provides numerically efficient witnesses for non-mixed-unitary behavior, outperforming existing criteria. We demonstrate the power of this approach through illustrative examples of unital channels in dimensions three and four.
• Abstract（参考訳）: 単位量子チャネル(英: Unital quantum channel)は、最大混合状態が不変であるという性質によって定義され、量子演算の重要なクラスを形成する。 これらのチャネルの際立った部分集合は、ユニタリ進化の確率論的混合として表すことができる。 このような分解を認めないチャネルを特徴づけることは、一般に量子技術におけるノイズ緩和と量子情報理論における根本的な問題に重要な意味を持つ難しい問題である。 ここでは、ユニタリチャネルの混合ユニタリ性と、非マルコフ力学におけるメモリ効果の(量子)性質との関係を確立する。 問題をプロセステンソルの言語に翻訳すると、この接続は半定値プログラムの階層となり、非混合ユニタリな振る舞いに対して数値的に効率的な証人を提供する。 3次元と4次元のユニタリチャネルの例を通して、このアプローチのパワーを実証する。

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