論文の概要: Entanglement Catalysis Beyond the Asymptotic Rate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.13602v1
• Date: Fri, 09 Oct 2026 13:50:33 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.60622
• Title: Entanglement Catalysis Beyond the Asymptotic Rate
• Title（参考訳）: 漸近速度を超えるエンタングルメント触媒
• Abstract要約: 絡み合い濃度は、部分的に絡み合った純粋な状態をほぼ完全なベル対に変換する。 有限状態においては、達成可能な収量を減らす補正によって性能が罰せられる。 我々は、この基本的な有限サイズのペナルティが変換を補助する補助状態によって緩和できるかどうか検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 53.71337604556311
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum entanglement is a fundamental resource in quantum information science, commonly consumed to perform tasks like quantum teleportation and quantum key distribution. Entanglement concentration converts partially entangled pure states into nearly perfect Bell pairs. While its efficiency is well understood in the asymptotic limit, practical protocols must operate with finite systems. In this finite regime, and at the low error levels relevant in practice, performance is penalized by corrections that reduce the achievable yield. We investigate whether this fundamental finite-size penalty can be mitigated by an entanglement catalyst: an auxiliary state that aids the transformation but is returned exactly and uncorrupted. Although such a catalyst cannot increase the leading-order asymptotic yield, we show that it fundamentally alters the finite-size scaling. For every bipartite pure state with nonuniform Schmidt coefficients, we exactly determine the optimal second-order correction to the yield and show that catalysis completely overcomes this finite-size penalty.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメント(quantum entanglement)は量子情報科学の基本的なリソースであり、量子テレポーテーションや量子鍵分布といったタスクを実行するために一般的に使用される。 絡み合い濃度は、部分的に絡み合った純粋な状態をほぼ完全なベル対に変換する。 その効率性は漸近極限においてよく理解されているが、実用的なプロトコルは有限系で動作しなければならない。 この有限状態において、実際に関連する低い誤差レベルにおいて、達成可能な収量を減らす補正によって性能が罰せられる。 本研究では, この基本有限サイズのペナルティが, エンタングルメント触媒によって緩和できるかどうかを考察する。 このような触媒は先行二階漸近収率を増加させることはできないが、基本的に有限サイズスケーリングを変化させることを示す。 非一様シュミット係数を持つ全ての二部項純状態に対して、収率に対する最適二階補正を正確に決定し、触媒がこの有限サイズのペナルティを完全に克服することを示す。

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