論文の概要: Universality cost of non-Gaussian enhancement in continuous-variable quantum teleportation: A fidelity--deviation trade-off
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.20103v1
- Date: Wed, 22 Apr 2026 01:55:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-23 15:36:10.914543
- Title: Universality cost of non-Gaussian enhancement in continuous-variable quantum teleportation: A fidelity--deviation trade-off
- Title（参考訳）: 連続可変量子テレポーテーションにおける非ガウス的エンハンスメントの普遍性コスト:忠実性-逸脱トレードオフ
- Authors: Kyoungho Cho, Bongjune Kim, Jeongho Bang,
- Abstract要約: 連続可変量子テレポーテーションは、平均忠実度と忠実度偏差を用いてベンチマークされる。
変位共変である決定論的ユニタリゲインテレポーテーションチャネルが、コヒーレント・ステート・ベンチマークにおける忠実度偏差を無くしていることを証明した。
プロトコルが入力選択条件により平均忠実度を上げると、偏差は一般のタンデムで増加し、定量的な普遍性コストがかかることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Continuous-variable (CV) quantum teleportation is usually benchmarked by average fidelity, but when the teleportation is repeatedly used within optical networks or measurement-based architectures, uniformity across the input ensemble becomes equally important. We analyze this issue using two complementary figures of merit: the average fidelity and the fidelity deviation, which quantifies the input dependence of the single-shot teleportation fidelity. We prove that any deterministic unity-gain teleportation channel that is displacement covariant has vanishing fidelity deviation for coherent-state benchmarking, irrespective of whether the shared entangled resource is Gaussian or non-Gaussian. Nonzero deviation therefore diagnoses covariance breaking rather than non-Gaussianity. We then show that when a protocol raises the average fidelity through input-selective conditioning, the deviation generically increases in tandem, giving a quantitative universality cost. As a concrete example, we study teleportation enhanced by the so-called measurement-based noiseless linear amplification, where a heralded filter acts on the Bell-measurement record. The resulting trade-off among average fidelity, fidelity deviation, and success probability shows that stronger filtering can improve the conditional fidelity only by concentrating the successful events in favored regions of phase space, thereby suppressing the success probability and reducing input uniformity. Our results provide an operational framework for distinguishing genuine channel improvement from selectivity-driven post-selected advantage and suggest that the probabilistic CV teleportation should be assessed with average quality, universality, and heralding rate treated on an equal footing.
- Abstract（参考訳）: 連続可変(CV)量子テレポーテーションは通常、平均忠実度によってベンチマークされるが、光ネットワークや計測ベースアーキテクチャで繰り返し使用される場合、入力アンサンブル間の均一性が等しく重要となる。
我々は,この問題を,平均忠実度と単発テレポーテーション忠実度の入力依存性を定量化する忠実度偏差の2つの相補的な数値を用いて解析する。
変位共変である決定論的ユニタリゲインテレポーテーションチャネルは、共有エンタングルドリソースがガウス的か非ガウス的かに関わらず、コヒーレント・ステート・ベンチマークのための忠実度偏差を無くすことを証明している。
したがって、非ゼロ偏差は非ガウス性よりも共分散分解を診断する。
次に, プロトコルが入力選択条件により平均忠実度を上げると, 偏差は総じて増大し, 定量的普遍性コストがかかることを示す。
実例として,ベル計測記録に隠蔽フィルタが作用する,いわゆる計測ベースノイズレス線形増幅によるテレポーテーションについて検討した。
その結果, 平均忠実度, 忠実度偏差, 成功確率のトレードオフは, 位相空間の好転領域における成功事象に集中させることで, より強いフィルタリングにより条件の忠実度が向上し, 成功確率の抑制と入力均一度を低減できることを示す。
提案手法は,選択性によって選択された後優位性から真のチャネル改善を識別するための操作的枠組みであり,その確率的CVテレポーテーションは平均品質,普遍性,および均等な足場で処理される棚上げ率で評価されるべきである。
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