論文の概要: Exact identification of unknown unitary processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04981v1
• Date: Wed, 06 May 2026 14:34:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.881965
• Title: Exact identification of unknown unitary processes
• Title（参考訳）: 未知のユニタリ過程の厳密な同定
• Authors: Santiago Llorens, Arnau Diebra, Michal Sedlák, Ramon Muñoz-Tapia,
• Abstract要約: 表現理論ツールを用いて、故障デバイスを特定するゼロエラープロトコルの研究を行う。 一つのシナリオと2つのシナリオに対して最適な成功確率を導出する。 我々は解析を、異常数とシステムの局所次元の両方が任意である一般的なシナリオにまで拡張する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The accurate identification of faulty hardware is a fundamental requirement for reliable quantum information processing. We address this problem in a quantum setting, where a series of $n$ devices is intended to apply the same unitary operation, but $k$ malfunctioning devices among them apply a different, unknown unitary action. Under the assumption of complete ignorance regarding the specific unitary transformation applied, we model our hypotheses using representation-theoretic tools and study the zero-error protocol for identifying these faulty devices. We derive the optimal success probability for the single- and two-anomaly scenarios, demonstrating that it is independent of the total number of devices in the series. Furthermore, we present a simple protocol that makes use of ancillary systems that achieves this optimal limit. Notably, this protocol offers significant operational advantages, such as allowing us to test each device independently. Finally, we extend our analysis to the general scenario in which both the number of anomalies and the local dimension of the systems are arbitrary, evaluating our protocol's performance and conjecturing its global optimality in the general case.
• Abstract（参考訳）: 故障したハードウェアの正確な識別は、信頼性の高い量子情報処理の基本的な要件である。 我々は、この問題を量子環境で解決する。そこでは、一連の$n$デバイスが同じユニタリ演算を適用することを意図しているが、その中の$k$の故障デバイスは異なる未知のユニタリ動作を適用する。 適用された特定のユニタリ変換に関する完全な無知を前提として,表現理論ツールを用いて仮説をモデル化し,これらの欠陥を識別するためのゼロエラープロトコルについて検討する。 単一および2つの異常シナリオに対して最適な成功確率を導出し、シリーズ内のデバイス総数に依存しないことを実証する。 さらに,この最適限界を達成するためのアシラリーシステムを利用する,シンプルなプロトコルを提案する。 特に、このプロトコルは、各デバイスを独立してテストできるなど、大きな運用上のアドバンテージを提供します。 最後に,本解析を,異常数とシステム局所次元の両方が任意である一般シナリオにまで拡張し,プロトコルの性能を評価し,一般ケースにおいてそのグローバルな最適性を導出する。

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