論文の概要: Quantum State Discrimination With Stabilizer Circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27339v1
- Date: Wed, 29 Jul 2026 18:00:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.293605
- Title: Quantum State Discrimination With Stabilizer Circuits
- Title（参考訳）: 安定化回路を用いた量子状態の判別
- Abstract要約: 固定回路と適応安定化回路の両方で実装可能な測定条件下での最小誤差量子状態の判別について検討する。
任意の (非安定化剤) アンシラを供給した場合, 両回路クラスの成功確率について解析式を導出する。
量子ランダムアクセス符号および有限個のマジック状態を持つユニタリ忠実性上のバウンダリの応用を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15293427903448018
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The task of quantum state discrimination provides an operational characterization of distinguishability and plays a central role in quantum information science. Since the achievable success probability in quantum state discrimination depends both on the states being discriminated and on the allowed measurements, it is natural to study discrimination under physically motivated measurement constraints. Here, we investigate minimum-error quantum state discrimination under measurements implementable by both fixed and adaptive stabilizer circuits. Given arbitrary stabilizer-state ancillas, we show that fixed stabilizer circuits provide no additional discrimination power, whereas adaptive circuits do. Then, focusing on single-qubit systems, we derive analytical expressions for the success probability across both circuit classes when supplied with arbitrary (non-stabilizer) ancillas, showing that the performance gap between fixed and adaptive circuits persists. We further consider discrimination with non-stabilizerness incorporated directly into the measurement operators. Here, the optimization is formulated as a semidefinite program, and analytical bounds interpolating between the stabilizer and Helstrom limits for qubits are derived. Finally, we illustrate applications in quantum random access codes and bounds on unitary synthesis fidelity with a finite number of magic states.
- Abstract（参考訳）: 量子状態判別のタスクは、区別可能性の操作的特徴を提供し、量子情報科学において中心的な役割を果たす。
量子状態判別における達成可能な成功確率は、区別される状態と許容される測定の両方に依存するため、物理的に動機付けられた測定制約の下で識別を研究することは自然である。
本稿では,固定回路と適応安定化回路の両方で実装可能な測定条件下での最小誤差量子状態の識別について検討する。
任意の安定化器状態のアンシラが与えられると、固定安定化器回路は追加の識別能力を持たず、適応回路はそれを示す。
そこで, 単量子系に着目し, 任意の(非安定化器)アンシラを供給した場合に, 両回路クラスの成功確率に関する解析式を導出し, 固定回路と適応回路間の性能ギャップが持続することを示す。
さらに、測定演算子に直接組み込まれた非安定化器による識別についても検討する。
ここで、最適化は半定値プログラムとして定式化され、量子ビットの安定化器とヘルストローム極限の間の解析的境界が導出される。
最後に、量子ランダムアクセス符号と有限個のマジック状態を持つユニタリ合成フィデリティのバウンダリの応用について説明する。
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