論文の概要: Resource-based reliability of quantum-coherent devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.18236v1
• Date: Tue, 13 Oct 2026 12:05:56 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-17 06:45:52.470786
• Title: Resource-based reliability of quantum-coherent devices
• Title（参考訳）: 量子コヒーレントデバイスの資源ベース信頼性
• Abstract要約: 量子デバイスは、固定された障害部分空間に入ることなく、指定された関数に必要なリソースを失うことができる。 本稿では,この状況に対するリソースベースの信頼性フレームワークを提案する。 我々は、信頼量子乱数生成器に対するこのアプローチを開発した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6235165415112154
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum devices can lose the resource needed for a specified function without entering a fixed failure subspace. We propose a resource-based reliability framework for this situation, quantifying the remaining task-relevant resource relative to a stated ideal capacity. The resource measure is selected through its operational connection to the task and the allowed operations. We develop this approach for a trusted quantum random-number generator and a calibrated two-port interferometer. Relative-entropy coherence determines the optimal asymptotic yield of standard coherent qubits under incoherent operations for the former, while logarithmic $l_1$ coherence quantifies the fringe resource of the latter and determines its calibrated correct-port probability. An exactly solvable multi-spin spin-boson model illustrates how environmental records affect these resources at the same isolated-spin dephasing strength. Collective noise preserves coherence within magnetization sectors for product inputs, but enhances the decay of Greenberger-Horne-Zeilinger branch coherence. Finite-record simulations connect the resource definitions to measurement counts and show that increasing the sample size reduces statistical fluctuations without eliminating bias from an incorrect many-spin noise model. The resulting framework provides a task-specific route to reliability assessment when a fixed failure projector is insufficient, while keeping retained resource capacity distinct from a classical survival probability.
• Abstract（参考訳）: 量子デバイスは、固定された障害部分空間に入ることなく、指定された関数に必要なリソースを失うことができる。 本稿では,この状況に対する資源ベースの信頼性フレームワークを提案する。 リソース尺度は、タスクと許容される操作への操作接続を通じて選択される。 本研究では,信頼量子乱数発生器と校正2ポート干渉計の開発を行う。 相対エントロピーコヒーレンスは、前者の非コヒーレント操作の下で標準コヒーレント量子ビットの最適漸近収量を決定するが、対数$l_1$コヒーレンス(英語版)は後者のフリンジリソースを定量化し、その校正された正ポート確率を決定する。 正確に解けるマルチスピン・スピン・ボソンモデルでは、環境記録がこれらの資源に同じ孤立スピン・デフォーカス強度でどのように影響するかが示されている。 集合ノイズは、積入力の磁化セクター内のコヒーレンスを保存するが、グリーンベルガー・ホルン・ゼーリンガー分岐コヒーレンス(英語版)の崩壊を促進する。 有限レコードシミュレーションは、資源定義と測定数とを結合し、サンプルサイズを増大させることで、誤ったマルチスピンノイズモデルからのバイアスをなくすことなく、統計的変動を減少させることを示す。 得られたフレームワークは、固定故障プロジェクタが不十分な場合の信頼性評価のためのタスク固有の経路を提供すると同時に、古典的な生存確率とは別個のリソース容量を保持する。

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