論文の概要: High-Dimensional Carrier-Assisted Entanglement Purification Based on Mutually Unbiased Bases
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.20958v2
- Date: Mon, 25 May 2026 04:10:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-26 16:32:37.861814
- Title: High-Dimensional Carrier-Assisted Entanglement Purification Based on Mutually Unbiased Bases
- Title（参考訳）: 相互非バイアスベースに基づく高次元キャリア支援型絡み合い浄化
- Authors: Zihua Song, Lin Chen, Yongge Wang,
- Abstract要約: 相互非バイアスベース(MUB)に基づく決定論的前処理方式を導入する。
MUBに適応したmCAEPPは、初期忠実度が$p_00>(d-1)/(2d)$の任意の2量子パウリチャネルに対して忠実性が得られることを厳密に証明する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.146329485823113
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Distilling high-dimensional quantum entanglement under realistic, general asymmetric noise remains a formidable challenge. Standard entanglement purification protocols inevitably fail to satisfy convergence constraints under severe asymmetric noise. In this paper, we investigate carrier-assisted entanglement purification protocols, namely CAEPP and mCAEPP, first for two-qutrit systems, demonstrating that without adaptive pre-processing, convergence is strictly bottlenecked by marginal $X$-error probabilities. To overcome this limitation, we introduce a deterministic pre-processing scheme based on mutually unbiased bases (MUBs). By actively rotating the qutrit phase space to establish primary-axis error dominance, we rigorously prove that, conditioned on successful syndrome outcomes, the MUB-adapted mCAEPP yields unit asymptotic fidelity for any two-qutrit Pauli channel with initial fidelity $p_{00} > 1/3$. We further extend the algebraic carrier-assisted framework and the asymmetric-noise bottleneck to arbitrary qudit dimensions, and show that in prime-power dimensions the MUB-geometric preprocessing gives the sufficient high-dimensional threshold $p_{00}>(d-1)/(2d)$.
- Abstract（参考訳）: 現実的で一般の非対称雑音下での高次元量子絡み合いの蒸留は、依然として恐ろしい課題である。
標準エンタングルメント浄化プロトコルは、強い非対称雑音下での収束制約を必然的に満たさない。
本稿では, キャリア支援型絡合浄化プロトコルであるCAEPPとmCAEPPについて検討し, 適応前処理がなければ, 収束は極端に$X$-errorの確率でボトルネックとなることを示した。
この制限を克服するために、相互非バイアスベース(MUB)に基づく決定論的事前処理方式を導入する。
MUBに適応したmCAEPPは、一次軸誤差優位性を確立するために、クォート相空間を積極的に回転させることにより、初期忠実度が$p_{00} > 1/3$の任意の2重項パウリチャネルに対して、単位漸近忠実性が得られることを厳密に証明する。
さらに代数的キャリア支援フレームワークと非対称雑音ボトルネックを任意のキューディ次元に拡張し、MUB測位前処理は十分な高次元しきい値$p_{00}>(d-1)/(2d)$を与えることを示す。
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