論文の概要: Pure states are optimal for total energy-constrained quantum channel discrimination

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.30295v1
• Date: Wed, 21 Oct 2026 18:10:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-24 02:08:44.098797
• Title: Pure states are optimal for total energy-constrained quantum channel discrimination
• Title（参考訳）: 純状態は全エネルギー制約量子チャネル識別に最適である
• Abstract要約: 我々は、ボソニックモードに作用する2つの量子チャネルの識別を、平均光子数が固定され、アンシラが存在しないプローブ状態とみなす。 すべての混合プローブに対して、全く同じ平均光子数を持つ純粋なプローブが存在し、少なくとも同様に動作する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We consider the discrimination of two quantum channels acting on bosonic modes, with a probe state of fixed mean photon number and no ancilla. We prove that pure probes are optimal: for every mixed probe there is a pure probe with exactly the same mean photon number that performs at least as well. The result holds for arbitrary channels and for every figure of merit built from the Chernoff quantities $\Tr[ρ_1^sρ_2^{1-s}]$, including the quantum Chernoff exponent, as well as for the single-shot error probability. The proof relies on a decomposition of any state of mean photon number $\nb$ into pure states of mean photon number exactly $\nb$, which extends a matrix rank-one decomposition of Huang and Zhang to density operators of infinite rank.
• Abstract（参考訳）: 我々は、ボソニックモードに作用する2つの量子チャネルの識別を、平均光子数が固定され、アンシラが存在しないプローブ状態とみなす。 すべての混合プローブに対して、全く同じ平均光子数を持つ純粋なプローブが存在し、少なくとも同様に動作する。 その結果、任意のチャネルとチャーノフ量$\Tr[ρ_1^sρ_2^{1-s}]$から作られるすべてのメリットに対して、量子チャーノフ指数を含む。 この証明は平均光子数 $\nb$ の任意の状態の純状態への分解を正確に$\nb$ に頼っている。

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