論文の概要: Distinguishability of locally diagonal orthogonally invariant quantum states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.12808v1
• Date: Tue, 14 Apr 2026 14:37:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-15 19:11:32.504111
• Title: Distinguishability of locally diagonal orthogonally invariant quantum states
• Title（参考訳）: 局所対角直交不変量子状態の区別可能性
• Authors: Nathaniel Johnston, Vincent Russo,
• Abstract要約: 本研究では,古典的通信(LOCC),分離可能,PPT(Popal-partial-transpose)測定による局所的操作下での量子状態の識別可能性について検討する。 このクラスには、ヴェルナー状態、等方性状態、X状態、ディック状態など多くの重要な族が含まれる。
• 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: We study the distinguishability of quantum states under local operations with classical communication (LOCC), separable, and positive-partial-transpose (PPT) measurements, focusing on locally diagonal orthogonally invariant (LDOI) states -- those invariant under local diagonal orthogonal twirling. This class includes many important families such as Werner states, isotropic states, X-states, and Dicke states. We show that optimal PPT and separable measurements for distinguishing LDOI states can always be taken to be LDOI, and the LOCC supremum can be approached by LDOI LOCC POVMs, enabling a dimensional reduction from $n^4$ to $O(n^2)$ in the associated optimization problems. We establish efficiently computable bounds on the distinguishability of orthonormal LDOI bases and prove that for a broad class of such bases -- including all two-qubit cases -- the LOCC supremum equals the PPT and separable optima. More generally, we show the gap between PPT and LOCC distinguishability is at most $(n-2)/(2n^2)$ for local dimension $n$.
• Abstract（参考訳）: 古典的通信 (LOCC) と分離可能, 正部分変換 (PPT) の測定による量子状態の識別可能性について検討し, 局所対角直交不変 (LDOI) 状態に着目した。 このクラスには、ヴェルナー状態、等方性状態、X状態、ディック状態など多くの重要な族が含まれる。 LDOI状態の識別のための最適PPTおよび分離可能な測定は、常にLDOIであり、LOCC上限は、LDOI LOCC POVMsによってアプローチ可能であることを示し、関連する最適化問題において、次元還元を$n^4$から$O(n^2)$にすることができる。 正則な LDOI 基底の識別可能性に関する計算可能な境界を効率的に確立し、そのような基底の幅広いクラス(全ての2量子ビットの場合を含む)に対して、LOCC 上限は PPT と分離可能なオプティマに等しいことを証明した。 より一般に、PPT と LOCC の区別可能性のギャップは、局所次元 $n$ に対して少なくとも $(n-2)/(2n^2)$ であることを示す。

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