論文の概要: Scaling-optimal purification of noisy qubit unitary channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.12394v1
• Date: Wed, 10 Jun 2026 17:55:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-11 16:42:38.610693
• Title: Scaling-optimal purification of noisy qubit unitary channels
• Title（参考訳）: ノイズ量子ユニタリチャネルのスケーリング-最適浄化
• Authors: Ryotaro Niwa, Satoshi Yoshida, Koki Ono, Takeru Utsumi, Zhaoyi Li, Yuxiang Yang, Ryuji Takagi, Mio Murao,
• Abstract要約: ノイズの多いユニタリを元の未知のユニタリに戻すためのスーパーチャネルを構築する。 まず,チャネル数が有限である場合,逐次戦略が並列戦略より厳密に優れていることを示す。 次に、一階雑音強度を抑制する新しい絡み合い支援量子誤り訂正符号に基づく、具体的な$mathrmU(2)$-共変並列プロトコルを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.189743655923008
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We consider the problem of purifying noisy qubit unitary channels. Given the ability to apply an unknown qubit unitary channel followed by depolarizing noise, we aim to construct a superchannel that purifies the noisy unitary back to the original unknown unitary. We first provide numerical evidence that sequential strategies can strictly outperform parallel strategies when the number of channel uses is finite, highlighting the fundamental distinction from state purification. We then provide a concrete $\mathrm{U}(2)$-covariant parallel protocol based on a novel entanglement-assisted quantum error-correcting code that suppresses the first-order noise strength as $O(1/n)$ with $n$ channel uses and show this scaling is asymptotically optimal in the low-noise regime, even when sequential strategies are allowed.
• Abstract（参考訳）: ノイズの多い量子ユニタリチャネルを浄化する問題を考察する。 未知のキュービットユニタリチャネルを印加し,ノイズを非分極化することにより,未知のユニタリへのノイズを除去するスーパーチャネルの構築を目指す。 まず, チャネル使用数が有限である場合, 逐次戦略が並列戦略より厳密に優れていることを示す数値的証拠を提示する。 次に、$O(1/n)$と$n$チャネルの使用による一階雑音強度を抑える新しい絡み合い支援量子誤り訂正符号に基づく、具体的な$\mathrm{U}(2)$-共変並列プロトコルを提案し、連続戦略が許される場合でも、このスケーリングは低雑音系において漸近的に最適であることを示す。

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