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最適な片側識別可能性を備えたXNUMX部量子測定

日付:


ヤクブ・チャルトフスキ1 および KarolŻyczkowski1,2,3

1ヤギェウォ大学物理学、天文学および応用コンピュータサイエンス学部、ul。 Łojasiewicza11、30-348クラクフ、ポーランド
2Centrum Fizyki Teoretycznej PAN、Al。 Lotników32/ 46、02-668ワルシャワ、ポーランド
3ポーランド、グダニスク大学国立量子情報センター(KCIK)

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抽象

2部量子システムを記述する複合$ Ntimes N $ヒルベルト空間の直交基底を分析し、最適な片側相互状態識別可能性を持つ基底を探します。 この条件は、各サブシステムで$ N ^ 2 $の縮小状態が、トレース距離に関して定義された最大エッジ長の通常のシンプレックスを形成することを意味します。 3キュービットシステムの$ N = 2 $の場合、私たちのソリューションは、Gisinによって導入されたエレガントなジョイント測定と一致します。 $ N = XNUMX $の類似星座の明示的な表現を導き出し、$ {cal H} _N otimes {cal H} _N $でそのような最適な基底を形成する$ N ^ XNUMX $状態の一般的な構成を提供します。 私たちの構造は、対称情報完全(SIC)一般化測定が知られているすべての次元に有効です。 さらに、複合システムの最適な基底の状態を区別する一党測定が、線形再構成式を使用した局所量子状態トモグラフィーにつながることを示します。 最後に、XNUMXつの異なるIBMマシンを使用して、単一キュービットのXNUMXつの相互不偏基底の完全なセットで導入された断層撮影スキームをテストします。

現在有名なベルの不等式に例示されているように、量子非局所性は長い間、量子力学の最も不安定な特性のXNUMXつでした。 最近の研究は、いわゆる非線形ベルの不等式を引き起こすネットワーク設定についてこれらの調査を拡張しました。 Gisinと共同研究者は、Elegant Joint Measurement(EJM)と呼ばれるXNUMXキュービットシステムの優れた基盤を特定しました。これは、XNUMX者の三角ネットワークに関連するベルの不等式を特に高く破ります。

私たちの研究では、最初にEJMの特性を量子ゲートのもつれ力と典型性の観点から分析し、その最適性を実証することによって、以前の結果を拡張します。 さらに、任意の同一次元のXNUMXつのシステムに類似したベースのファミリーを紹介します。 それらの存在は、広く研究されている別の量子状態のセット、いわゆる対称情報完全一般化測定(SIC)に依存します。 それらの存在は相互に依存している可能性があり、一方が存在する場合にのみ他方が存在すると推測します。 最後に、片側からの情報のみに基づいて直交するXNUMX部状態の状態を区別する能力を示すことにより、新しく導入された量子測定ファミリの有用性を示します。 これらの理論的結果は、IBMがパブリックドメインに提供する量子コンピューターでの実際の実装によって補完されます。

►BibTeXデータ

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によって引用

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上記の引用は SAO / NASA ADS (最後に正常に更新された2021-04-26 13:21:39)。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

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ソース:https://quantum-journal.org/papers/q-2021-04-26-442/

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