論文の概要: Symmetric dilations of Pauli channels and semigroups

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20907v1
• Date: Wed, 20 May 2026 08:53:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-21 19:19:56.578921
• Title: Symmetric dilations of Pauli channels and semigroups
• Title（参考訳）: パウリチャネルと半群の対称的拡張
• Authors: Marco Cattaneo,
• Abstract要約: 単一キュービットパウリチャネルのスタインスプリングダイレーションの対称性について検討する。 各シナリオに対して、環境のヒルベルト空間に作用するパウリ群の表現を導出する。 この結果は、ユニタリディレーションによるパウリチャネルの量子シミュレーションと衝突モデルによるパウリ半群の量子シミュレーションに関係している。
• 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 explore the symmetry properties of Stinespring dilations of single-qubit Pauli channels, addressing both the generic case and the specific examples of phase damping and depolarizing channels. For each scenario, we derive the representation of the Pauli group acting on the Hilbert space of the environment. We then focus on dilations that are continuous in time and driven by a time-independent Hamiltonian, and on collision models that generate a Pauli dynamical semigroup in the limit of fast collisions. First, we complement some recent general results on these types of dilations (M. Cattaneo, Phys. Rev. A 111, 022209 (2025)) with some additions and clarifications, including the case of covariant channels with strongly conserved quantities. Next, we show that the covariance property of Pauli channels impose strong constraints on both the dilation Hamiltonian and the initial state of the environment, and demonstrate how these constraints can be exploited to explicitly construct the time-dependent dilations in all considered cases. Our results are relevant for the quantum simulation of Pauli channels via unitary dilations and of Pauli semigroups via collision models, both in the laboratory and on quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 単一キュービットパウリチャネルのスタインスプリングダイレーションの対称性について検討し、一般的な場合と位相減衰および偏極チャネルの具体例の両方に対処する。 各シナリオに対して、環境のヒルベルト空間に作用するパウリ群の表現を導出する。 次に、時間的に連続であり、時間に依存しないハミルトニアンによって駆動されるダイレーションと、高速衝突の極限でパウリの動的半群を生成する衝突モデルに焦点を当てる。 まず、これらのタイプの拡張(M)に関する最近の一般的な結果を補完する。 Cattaneo, Phys A 111, 022209 (2025) にいくつかの追加と明確化を加えたもの。 次に、パウリチャネルの共分散性は、拡張ハミルトニアンと環境の初期状態の両方に強い制約を課し、これらの制約をどのように利用して、すべての考慮された場合において時間依存のダイレーションを明示的に構築するかを示す。 この結果は, 実験室および量子コンピュータ上での衝突モデルを用いて, ユニタリディレーションによるパウリチャネルの量子シミュレーションとパウリ半群の衝突モデルによるパウリチャネルの量子シミュレーションに関係している。

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