Inkompatibilitet af kvanteinstrumenter

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

¹RCQI, Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences, Dúbravská cesta 9, 84511 Bratislava, Slovakiet
²Fakultet for Informatik, Masaryk Universitet, Botanická 68a, 602 00 Brno, Tjekkiet

Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Kvanteinstrumenter beskriver udfaldssandsynlighed såvel som tilstandsændring induceret ved måling af et kvantesystem. Inkompatibilitet mellem to instrumenter, dvs. umuligheden af at realisere dem samtidigt på et givet kvantesystem, generaliserer inkompatibilitet af kanaler og inkompatibilitet af positive operator-valued measurements (POVM'er). Vi udleder implikationer af instrumentkompatibilitet for de inducerede POVM'er og kanaler. Vi studerer også forholdet mellem instrumentkompatibilitet og begrebet ikke-forstyrrelse. Endelig beviser vi ækvivalens mellem instrumentkompatibilitet og efterbehandling af visse instrumenter, som vi kalder komplementære instrumenter. Vi illustrerer vores resultater på eksempler på forskellige klasser af instrumenter.

Fremhævet billede: Input-outputenheder $mathcal{D}_A$ og $mathcal{D}_B$ er kompatible, angivet med $mathcal{D}_A$ $circhskip{-1mm}circ$ $mathcal{D}_B$, hvis og kun hvis der eksisterer en fælles enhed $mathcal{D}_{AB}$, som producerer et output for begge originale enheder samtidigt med et enkelt input i hver brug af den fælles enhed.

► BibTeX-data

@article{Leppajarvi2024incompatibilityof, doi = {10.22331/q-2024-02-12-1246}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2024-02-12-1246}, title of {Incompatibility of kvanteinstrumenter}, forfatter = {Lepp{“{a}}j{“{a}}rvi, Leevi og Sedl{'{a}}k, Michal}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521- 327X}, udgiver = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, bind = {8}, sider = {1246}, måned = feb, år = {2024} }

► Referencer

[1] W. Heisenberg, Uber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik, Z. Phys. 43, 172-198 (1927).
https:///doi.org/10.1007/BF01397280

[2] N. Bohr, Kvantepostulatet og den seneste udvikling af atomteori, Nature 121, 580-590 (1928).
https:///doi.org/10.1038/121580a0

[3] O. Gühne, E. Haapasalo, T. Kraft, J.-P. Pellonpää og R. Uola, Colloquium: Inkompatible målinger i kvanteinformationsvidenskab, Rev. Mod. Phys. 95, 011003 (2023).
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.95.011003

[4] A. Fine, Skjulte variable, ledsandsynlighed og klokkeulighederne, Phys. Rev. Lett. 48, 291-295 (1982).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.48.291

[5] MM Wolf, D. Perez-Garcia og C. Fernandez, Målinger, der er uforenelige i kvanteteori, kan ikke måles i fællesskab i nogen anden ikke-signaleringsteori, Phys. Rev. Lett. 103, 230402 (2009).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.230402

[6] Y.-C. Liang, RW Spekkens og HM Wiseman, Speckers lignelse om den overbeskyttende seer: A road to contextuality, nonlocality and complementarity, Phys. Rep. 506, 1-39 (2011).
https:///doi.org/10.1016/j.physrep.2011.05.001

[7] Z.-P. Xu og A. Cabello, Nødvendig og tilstrækkelig betingelse for kontekstualitet fra inkompatibilitet, Fysisk. Rev. A 99, 020103(R) (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.020103

[8] A. Tavakoli og R. Uola, Målingsinkompatibilitet og styring er nødvendige og tilstrækkelige til operationel kontekstualitet, Fysisk. Rev. Research 2, 013011 (2020).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.013011

[9] MT Quintino, T. Vértesi og N. Brunner, Joint Measurability, Einstein-Podolsky-Rosen Steering og Bell Nonlocality, Phys. Rev. Lett. 113, 160402 (2014).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.160402

[10] P. Skrzypczyk, I. Šupić og D. Cavalcanti, Alle sæt af inkompatible målinger giver en fordel ved kvantetilstandsdiskrimination, Fysisk. Rev. Lett. 122, 130403 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.130403

[11] C. Carmeli, T. Heinosaari og A. Toigo, Quantum Incompatibility Witnesses, Phys. Rev. Lett. 122, 130402 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.130402

[12] R. Uola, T. Kraft, J. Shang, X.-D. Yu og O. Gühne, Quantifying Quantum Resources with Conic Programming, Phys. Rev. Lett. 122, 130404 (2019).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.130404

[13] C. Carmeli, T. Heinosaari og A. Toigo, Quantum random access-koder og inkompatibilitet af målinger, EPL 130, 50001 (2020).
https://doi.org/10.1209/0295-5075/130/50001

[14] T. Heinosaari og L. Leppäjärvi, Random access test som en identifikator for ikke-klassicitet, J. Phys. A: Matematik. Theor. 55, 174003 (2022).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ac5b91

[15] M. Plávala, Alle målinger i en probabilistisk teori er kompatible, hvis og kun hvis tilstandsrummet er et simpleks, Fysisk. Rev. A 94, 042108 (2016).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.042108

[16] T. Heinosaari, T. Miyadera og M. Ziman, An invitation to quantum incompatibility, J. Phys. A: Matematik. Theor. 49, 123001 (2016).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/49/12/123001

[17] T. Heinosaari og T. Miyadera, Inkompatibilitet af kvantekanaler, J. Phys. A: Matematik. Theor. 50, 135302 (2017).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/aa5f6b

[18] E. Haapasalo, Kompatibilitet af kovariante kvantekanaler med vægt på Weyl-symmetri, Ann. Henri Poincaré 20, 3163-3195 (2019).
https:///doi.org/10.1007/s00023-019-00827-x

[19] Y. Kuramochi, Quantum-inkompatibilitet af kanaler med generel resultatoperatoralgebraer, J. Math. Phys. 59, 042203 (2018).
https:///doi.org/10.1063/1.5008300

[20] M. Girard, M. Plávala og J. Sikora, Jordan produkter af kvantekanaler og deres kompatibilitet, Nat. Comm. 12, 2129 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-22275-0

[21] C. Carmeli, T. Heinosaari, T. Miyadera, A. Toigo, Vidne til inkompatibilitet af kvantekanaler, J. Math. Phys. 60, 122202 (2019).
https:///doi.org/10.1063/1.5126496

[22] A. Mitra og M. Farkas, Kompatibilitet af kvanteinstrumenter, Phys. Rev. A 105, 052202 (2022).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.105.052202

[23] K. Ji og E. Chitambar, Inkompatibilitet som en ressource for programmerbare kvanteinstrumenter, arXiv:2112.03717 [quant-ph] (2021).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.2112.03717
arXiv: 2112.03717

[24] GM D'Ariano, P. Perinotti og A. Tosini, Inkompatibilitet af observerbare, kanaler og instrumenter i informationsteorier, J. Phys. A: Matematik. Theor. 55 394006 (2022).
https://doi.org/10.1088/1751-8121/ac88a7

[25] A. Mitra og M. Farkas, Karakterisering og kvantificering af inkompatibiliteten af kvanteinstrumenter, Phys. Rev. A 107, 032217 (2023).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.107.032217

[26] F. Buscemi, K. Kobayashi, S. Minagawa, P. Perinotti og A. Tosini, Forening af forskellige begreber om kvante-inkompatibilitet i et strengt hierarki af ressourceteorier om kommunikation, Quantum 7, 1035 (2023).
https://doi.org/10.22331/q-2023-06-07-1035

[27] T. Heinosaari og MM Wolf, Nondisturbing quantum measurements, J. Math. Phys. 51, 092201 (2010).
https:///doi.org/10.1063/1.3480658

[28] L. Leppäjärvi og M. Sedlák, Efterbehandling af kvanteinstrumenter, Phys. Rev. A 103, 022615 (2021).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.103.022615

[29] K. Kraus, Stater, effekter og operationer (Springer-Verlag, Berlin, 1983).
https://doi.org/10.1007/3-540-12732-1

[30] WF Stinespring, Positive funktioner på $C^{∗}$-algebraer, Proc. Amer. Matematik. Soc. 6, 211-216 (1955).
https:///doi.org/10.2307/2032342

[31] M. Hayashi, Quantum Information (Springer-Verlag, Berlin, 2006). Oversat fra den japanske original fra 2003.
https://doi.org/10.1007/978-3-662-49725-8

[32] H. Barnum, CM Caves, CA Fuchs, R. Jozsa og B. Schumacher, Ikke-pendler blandede stater kan ikke udsendes, Phys. Rev. Lett. 76, 2818-21 (1996).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.76.2818

[33] W. Wootters og W. Zurek, A Single Quantum Cannot be Cloned, Nature 299, 802-803 (1982).
https:///doi.org/10.1038/299802a0

[34] T. Heinosaari, D. Reitzner og P. Stano, Notes on Joint Measurability of Quantum Observables, Found. Phys. 38, 1133-1147 (2008).
https://doi.org/10.1007/s10701-008-9256-7

[35] ST Ali, C. Carmeli, T. Heinosaari og A. Toigo, kommutative POVM'er og fuzzy observables, fundet. Phys. 39, 593-612 (2009).
https:///doi.org/10.1007/s10701-009-9292-y

[36] L. Leppäjärvi, Målingssimulation og inkompatibilitet i kvanteteori og andre operationelle teorier, Annales Universitatis Turkuensis, Ser AI: 646 (PhD-afhandling, University of Turku, 2021).
https://urn.fi/URN:ISBN:978-951-29-8476-30

[37] T. Heinosaari og T. Miyadera, Kvalitativ støj-forstyrrelsesrelation for kvantemålinger, Phys. Rev. A 88, 042117 (2013).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.88.042117

[38] A. Jencová, En generel teori om sammenligning af kvantekanaler (og videre), IEEE Trans. Inf. Theory 67, 3945-3964 (2021).
https:///doi.org/10.1109/TIT.2021.3070120

[39] C. Bény og O. Oreshkov, Tilnærmet simulering af kvantekanaler, Phys. Rev. A 84, 022333 (2011).
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.84.022333

[40] M. Raginsky, Radon-Nikodym-derivater af kvanteoperationer, J. Math. Phys. 44, 5003-5020 (2003).
https:///doi.org/10.1063/1.1615697

[41] T. Heinosaari og M. Ziman, The Mathematical Language of Quantum Theory (Cambridge University Press, Cambridge, 2012).
https:///doi.org/10.1017/CBO9781139031103

[42] M. Ozawa, Kvantemålingsprocesser for kontinuerlige observerbare, J. Math. Phys. 25, 79-87 (1984).
https:///doi.org/10.1063/1.526000

[43] G. Chiribella, GM D'Ariano og P. Perinotti, Realiseringsskemaer for kvanteinstrumenter i endelige dimensioner, J. Math. Phys. 50, 042101 (2009).
https:///doi.org/10.1063/1.3105923

[44] J.-P. Pellonpää, Kvanteinstrumenter: II. Målingsteori, J. Phys. A: Matematik. Theor. 46, 025303 (2013).
https://doi.org/10.1088/1751-8113/46/2/025303

[45] M. Horodecki, PW Shor og MB Ruskai, Entanglement breaking channels, Rev. Math. Phys. 15, 629-641 (2003).
https:///doi.org/10.1142/S0129055X03001709

[46] M. Choi, Fuldstændig positive lineære kort på komplekse matricer, Lineær Alg. Appl. 10, 285-290 (1975).
https://doi.org/10.1016/0024-3795(75)90075-0

[47] H. Martens og W. de Muynck, Ikke-ideelle kvantemålinger, fundet. Phys. 20, 255-281 (1990).
https:///doi.org/10.1007/BF00731693

Citeret af

[1] Stan Gudder, "Multi-observables og multi-instrumenter", arXiv: 2307.11223, (2023).

[2] Stanley Gudder, "A Theory of Quantum Instruments", arXiv: 2305.17584, (2023).

Ovenstående citater er fra SAO/NASA ADS (sidst opdateret 2024-02-16 14:02:04). Listen kan være ufuldstændig, da ikke alle udgivere leverer passende og fuldstændige citatdata.

On Crossrefs citeret af tjeneste ingen data om at citere værker blev fundet (sidste forsøg 2024-02-16 14:02:03).

Dette papir er udgivet i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) licens. Ophavsretten forbliver hos de originale copyright-indehavere, såsom forfatterne eller deres institutioner.

SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
Kilde: https://quantum-journal.org/papers/q-2024-02-12-1246/

Tidsstempel: Februar 12, 2024

Tidsstempel: September 26, 2023

Inkompatibilitet af kvanteinstrumenter

Genudgivet af Platon

Abstrakt

► BibTeX-data

► Referencer

Citeret af

Mere fra Quantum Journal

Random adgangskoder via kvantekontekstuel redundans

Kvantificering af EPR: ressourceteorien om ikke-klassicitet af almindelige årsagssamlinger

Metrologi og multipartite sammenfiltring i måleinduceret faseovergang

Pauli-kanaler kan estimeres ud fra syndrommålinger i kvantefejlkorrektion

Quantum Deep Hedging

Måleoptimering af variationel kvantesimulering ved klassisk skygge og derandomisering

Test af symmetri på kvantecomputere

Snævre Cramér-Rao-typegrænser for multiparameter kvantemetrologi gennem konisk programmering

Multivariat sporestimering i konstant kvantedybde

Rene ikke-markovske evolutioner

Om os

Vertikal søgning & Ai

perron

Stay Connected

Konto