論文の概要: Unambiguous arbitrary high-dimensional Bell states analyzer via indefinite causal order

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03577v1
• Date: Sat, 04 Apr 2026 04:02:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.650893
• Title: Unambiguous arbitrary high-dimensional Bell states analyzer via indefinite causal order
• Title（参考訳）: 不確定因果順序による不明確な任意の高次元ベル状態解析器
• Authors: Jun-Hai Zhao, Wen-Qiang Liu, Hai-Rui Wei,
• Abstract要約: ベル状態解析器(BSA)は、多くの量子通信プロトコルにおいて重要な前提条件である。 任意の$d$-dimensional$d geq 3$) Bell状態の集合を不定因数順序 (ICO) で完全に決定的に区別する手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.027572788937809
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: High-dimensional quantum systems greatly outperform their two-dimensional counterparts in channel capacity, quantum complexity and efficiency, quantum communication security, etc. Bell-state analyzer (BSA) is a crucial prerequisite for a number of quantum communication protocols. We propose an approach for completely and deterministically distinguishing a set of arbitrary $d$-dimensional ($d \geq 3$) Bell states via indefinite causal order (ICO). In previous schemes, bit and phase information are discriminated in succession. Exploiting the gravitational ICO as the sole resource, we propose some high-dimensional BSA schemes. Independent of the dimensions, a set of generalized Bell states are completely and deterministically discriminated by adjusting the form of the embedded local single-qudit gates within ICO switch and measuring each qudit in the $\{|0\rangle, |1\rangle, \cdots, |d-1\rangle\}$ basis. Notably, in our high-dimensional BSA process, the indefinite causal structure is not consumed. Hence a completely nondestructive high-dimensional BSA can be achieved by iterating the indefinite causal structure process for two rounds.
• Abstract（参考訳）: 高次元量子システムは、チャネル容量、量子複雑性と効率、量子通信セキュリティなどにおいて、その2次元よりも大幅に優れています。 ベル状態解析器(BSA)は、多くの量子通信プロトコルにおいて重要な前提条件である。 任意の$d$-dimensional$d \geq 3$) Bell状態の集合を不定因数順序 (ICO) で完全に決定的に区別する手法を提案する。 以前のスキームでは、ビットと位相情報を連続して識別する。 重力ICOを唯一の資源として利用し,高次元BSA方式を提案する。 次元とは独立に、一般化されたベル状態の集合は、ICOスイッチ内に埋め込まれた局所的な単一量子ゲートの形式を調整し、各quditを$\{|0\rangle, |1\rangle, \cdots, |d-1\rangle\}$基底で測定することで完全に決定的に判別される。 特に,我々の高次元BSAプロセスでは,不定因果構造は消費されない。 したがって、2つのラウンドに対する不確定因果構造プロセスを繰り返すことで、完全に非破壊的な高次元BSAを実現することができる。

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