論文の概要: Benchmark for Quantum Teleportation with Non-Uniform Prior Distributions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.24861v1
• Date: Sun, 24 May 2026 04:41:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-26 19:50:18.481728
• Title: Benchmark for Quantum Teleportation with Non-Uniform Prior Distributions
• Title（参考訳）: 非均一な事前分布を持つ量子テレポーテーションのベンチマーク
• Authors: Tomáš Opatrný, Allison Brattley, Kunal K. Das,
• Abstract要約: 量子テレポーテーションは、局所的な測定と古典的な通信で可能な最大忠実度閾値を超えるべきである。 我々は、絡みを使わずに、状態のテレポーテーションで達成可能な、最も高い平均忠実度を決定する。 量子優位性を宣言するための忠実度閾値は、一様分布で想定されるよりもはるかに高い値を示す。
• 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: Quantum teleportation should surpass maximum fidelity thresholds possible with local measurements and classical communications. Benchmarks have been established when states are drawn from a uniform distribution of qubits or coherent states of harmonic oscillators. These are not applicable when there is prior knowledge about the input that skews the distribution. We determine the highest mean fidelity achievable for teleportation of states without using entanglement but drawn from a non-uniform prior distribution, specifically a von Mises - Fisher distribution. Using Bayesian methods, we derive benchmark functions for single qubit teleportation that utilize projective measurement on specific axes on the Bloch sphere. We demonstrate that similar results can be achieved with a coherent spin positive operator-valued measure (POVM), based upon heterodyne detection. These methods are then used to derive corresponding benchmarks for teleporting multi-qubit systems that we model as spin coherent states, covering the full range of particle number $N\in [1, \infty)$. The results show that fidelity thresholds to declare quantum advantage can be significantly higher than is typically assumed with uniform distribution.
• Abstract（参考訳）: 量子テレポーテーションは、局所的な測定と古典的な通信で可能な最大忠実度閾値を超えるべきである。 量子ビットの均一分布や調和振動子のコヒーレント状態から状態が引き出されるときにベンチマークが確立されている。 これらは、分布を歪ませる入力に関する事前の知識がある場合には適用できない。 我々は,非均一な先行分布,特にフォン・ミーゼス-フィッシャー分布から引き出された,絡み合いを使わずに状態のテレポーテーションが可能な平均忠実度を決定する。 ベイズ法を用いて,ブロッホ球面上の特定の軸の射影測定を利用する単一量子ビットテレポーテーションのベンチマーク関数を導出する。 ヘテロダイン検出に基づくコヒーレントスピン正の演算子値測定(POVM)により同様の結果が得られることを示す。 これらの方法は、スピンコヒーレント状態としてモデル化したマルチキュービットシステムのテレポートのための対応するベンチマークを導出するために使用され、粒子番号$N\in [1, \infty)$の全範囲をカバーする。 その結果、量子優位を宣言するための忠実度しきい値が、一様分布で想定されるよりもはるかに高いことが示されている。

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