論文の概要: Enhancing Phase Retrievability of Quantum Channels via Interferometric Coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.24363v1
- Date: Mon, 27 Apr 2026 11:58:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-28 17:12:07.967456
- Title: Enhancing Phase Retrievability of Quantum Channels via Interferometric Coupling
- Title（参考訳）: 干渉計結合による量子チャネルの位相回復性向上
- Authors: Kai Liu, Deguang Han, Omar Nour,
- Abstract要約: まず、その相補チャネルが純粋状態の情報的完備である場合に限り、量子チャネルが位相検索可能であることを示す。
古典的な混合とは異なり、この構成は補作用素系を拡大できる干渉クロス項を生成する。
フレーム理論の観点から、干渉計は演算子値フレームのコヒーレント結合を実現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6412123738979822
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Phase retrievability of a quantum channel asks whether pure states can be reconstructed from suitable measurements. In this paper, we study this problem from three complementary viewpoints: quantum information theory, operator-valued frames, and the physical realization through quantum interferometry. We first show that a quantum channel is phase retrievable if and only if its complementary channel is pure-state informationally complete. This structural characterization leads to several consequences for phase retrievability, including criteria involving the dimension of the complementary operator system, Choi-rank type bounds, and specific results for entanglement breaking channels and twirling channels. We then introduce an interferometric coupling in which two arm channels are coherently recombined through port operators \(M_i(θ)=A_i+e^{iθ}B_i\). Unlike classical mixing, this construction produces interference cross terms that can enlarge the complementary operator system and thereby enhance phase retrievability. From the frame theory viewpoint, the interferometer realizes a coherent coupling of operator-valued frames. To quantify this effect, we introduce injectivity indices for completely positive maps. The examples in Section~5 show that coherent interference can significantly improve phase retrieval behavior even when the arm channels are individually not phase retrievable.
- Abstract（参考訳）: 量子チャネルの位相可逆性は、適切な測定値から純粋な状態が再構成できるかどうかを問う。
本稿では, 量子情報理論, 演算子評価フレーム, 量子干渉法による物理実現の3つの相補的な視点からこの問題を考察する。
まず、その相補チャネルが純粋状態の情報的完備である場合に限り、量子チャネルが位相検索可能であることを示す。
この構造的特徴は相検索可能性にいくつかの結果をもたらし、相補作用素系の寸法、Choi-rank型境界、および絡み込みチャネルやツイリングチャネルの特定の結果を含む基準を含む。
次に、2つのアームチャネルをポート演算子 \(M_i(θ)=A_i+e^{iθ}B_i\) を介してコヒーレントに再結合するインターフェロメトリ結合を導入する。
古典的な混合とは異なり、この構成は干渉クロス項を生成し、相補演算子システムを拡大し、相検索性を高める。
フレーム理論の観点から、干渉計は演算子値フレームのコヒーレント結合を実現する。
この効果を定量化するために、完全正の写像に対する単射率指標を導入する。
第5節の例は、腕のチャネルが個別に位相検索できない場合でも、コヒーレント干渉は位相検索の動作を著しく改善できることを示している。
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