Fugu-MT 論文翻訳(概要): Optimal pure state cloning and transposition are complementary channels

論文の概要: Optimal pure state cloning and transposition are complementary channels

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.23628v1
Date: Tue, 24 Mar 2026 18:11:29 GMT
ステータス: 翻訳完了
システム内更新日: 2026-03-26 21:06:10.982749
Title: Optimal pure state cloning and transposition are complementary channels
Title（参考訳）: 最適な純状態クローニングと転移は相補的なチャネルである
Authors: Vanessa Brzić, Dmitry Grinko, Michał Studziński, Marco Túlio Quintino,
Abstract要約: 最適なqudit (N!to!K) 転置写像は、純状態上の最適普遍対称(N!to!K)量子クローンマシンの相補チャネルであることを示す。また、最適な(N!to!K)変換と(N!to!N!+!K)クローニングを同時に行う明示的な量子回路を提案する。
参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4666493857924358
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: State cloning and state transposition are fundamental transformations which, despite being desirable, cannot be perfectly implemented in quantum theory. In this work, we determine the optimal approximation for transforming $N$ qudits into $K$ copies of their transposition and prove the optimal fidelity for pure input states. We further show that the optimal qudit $N\!\to\!K$ transposition map is the complementary channel of the optimal universal symmetric $N\!\to\!N\!+\!K$ quantum cloning machine on pure states, implying that both tasks can be simultaneously realised by the same quantum operation and attain the same optimal fidelity. We then present an explicit quantum circuit that simultaneously implements optimal $N\!\to\!K$ transposition and $N\!\to\!N\!+\!K$ cloning and discuss its gate efficiency. Lastly, we investigate mixed-state $N\!\to\!1$ qudit transposition and find the optimal performance in terms of white noise visibility, yielding the optimal structural physical approximation of state transposition in the multicopy regime.
Abstract（参考訳）: 状態のクローニングと状態転移は、望ましいにもかかわらず量子論において完全に実装できない基本的な変換である。そこで本研究では,$N$ quditsをそれらの変換のコピーとして$K$に変換するための最適近似を定式化し,純入力状態に対する最適忠実度を証明した。さらに、最適なqudit $N\! やれ! K$ 転置写像は、最適普遍対称 $N\! やれ! N\! +\! K) 純粋状態上の量子クローニング機械は、両方のタスクが同じ量子演算によって同時に実現され、同じ最適忠実性が得られることを暗示している。次に、最適 \(N\!) を同時に実装する明示的な量子回路を提案する。やれ! K) 転位と \(N\! やれ! N\! +\! K) クローニングとゲート効率の議論。最後に混合状態 \(N\! やれ! 1$qudit転位と白色雑音の可視性から最適性能を求め,マルチコピー状態における状態転位の最適物理近似を導出した。

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