論文の概要: Distributed Resource Theory of Entanglement and Magic

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.24299v1
• Date: Tue, 25 Aug 2026 09:25:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-26 14:09:34.921353
• Title: Distributed Resource Theory of Entanglement and Magic
• Title（参考訳）: 絡み合いと魔法の分散資源理論
• Authors: Xiao Yuan, Wenhao Zhang, Qiming Ding, You Zhou,
• Abstract要約: フォールトトレラント量子コンピューティングにおいて、絡み合いと魔法は量子通信と普遍的なフォールトトレラント計算にとって不可欠な資源である。 エンタングルメントとマジック(DREAM)の分散資源理論を紹介する。 DREAMには絡み合いや魔法ではない非自明な資源状態が含まれているので、これら2つのリソースを個別に扱うよりも厳密にリッチである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.66187693206845
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In distributed fault-tolerant quantum computing, entanglement and magic are essential resources for quantum communication and universal fault-tolerant computation, respectively. Although they are usually treated as distinct resource currencies, whether they admit a unified resource-theoretic description remains an open question. Here, we introduce the distributed resource theory of entanglement and magic (DREAM). In this framework, the free states are convex mixtures of product local stabilizer states, and the free operations are local stabilizer circuits assisted by classical communication (LSCC). We show that DREAM contains nontrivial resource states that are neither entanglement nor magic, so it is strictly richer than treating the two resources independently. Surprisingly, such resources can enable the teleportation of magic states between distant parties without consuming entanglement, revealing a counterintuitive form of resource teleportation mediated entirely by separable states. We further generalize this result to quantum networks and investigate general quantum-state teleportation under LSCC. We show that the shared resource under DREAM is closely related to the teleportation capability, quantified by the magic of the teleported state. Our work establish a systematic framework for studying distributed quantum resources and uncover intrinsic relations among distinct resources within a unified resource theory.
• Abstract（参考訳）: 分散フォールトトレラント量子コンピューティングにおいて、エンタングルメントとマジックは、それぞれ量子通信と普遍フォールトトレラント計算に欠かせない資源である。 通常、それらは異なる資源通貨として扱われるが、統一された資源理論的な記述を認めるかどうかは未解決の問題である。 本稿では, 絡み合いと魔法(DREAM)の分散資源理論を紹介する。 この枠組みでは、自由状態は製品局所安定化器状態の凸混合であり、自由操作は古典的通信(LSCC)によって補助される局所安定化器回路である。 DREAMには絡み合いや魔法ではない非自明な資源状態が含まれているので、これら2つのリソースを個別に扱うよりも厳密にリッチである。 驚くべきことに、このようなリソースは、絡み合いを使わずに、遠くのパーティ間で魔法の状態をテレポーテーションすることができ、完全に分離可能な状態によって媒介されるリソースのテレポーテーションの反直観的な形態を明らかにすることができる。 さらに、この結果を量子ネットワークに一般化し、LSCCの下での一般的な量子状態テレポーテーションを調査する。 DREAMにおける共有リソースは,伝送状態の魔法によって定量化され,テレポーテーション能力と密接に関連していることを示す。 本研究は,分散量子資源を研究するための体系的な枠組みを確立し,統一された資源理論の中で,異なる資源間の本質的な関係を明らかにする。

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