Eine vollständige und praktische Ressourcentheorie der Messschärfe

Eine vollständige und praktische Ressourcentheorie der Messschärfe

Quellknoten: 3083688

Francesco Buscemi, Kodai Kobayashi und Shintaro Minagawa

Abteilung für Mathematische Informatik, Universität Nagoya, Furo-cho, Chikusa-ku, 464-8601 Nagoya, Japan

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Abstrakt

Wir konstruieren eine Ressourcentheorie der $Schärfe$ für endlichdimensionale positive operatorbewertete Maße (POVMs), wobei die $schärfe-nicht zunehmenden$ Operationen durch Quantenvorverarbeitungskanäle und konvexe Mischungen mit POVMs gegeben sind, deren Elemente alle proportional zu sind Identitätsoperator. Wie für eine solide Ressourcentheorie der Schärfe erforderlich, zeigen wir, dass unsere Theorie maximale (dh scharfe) Elemente hat, die alle äquivalent sind und mit der Menge der POVMs übereinstimmen, die eine wiederholbare Messung zulassen. Unter den maximalen Elementen werden konventionelle, nicht entartete Observablen als kanonische bezeichnet. Allgemeiner quantifizieren wir die Schärfe anhand einer Klasse von Monotonen, ausgedrückt als EPR-Ozawa-Korrelationen zwischen dem gegebenen POVM und einem beliebigen Referenz-POVM. Wir zeigen, dass ein POVM durch eine Operation mit nicht zunehmender Schärfe genau dann in ein anderes umgewandelt werden kann, wenn das erstere in Bezug auf alle Monotonien schärfer als das letztere ist. Somit ist unsere Ressourcentheorie der Schärfe $vollständig$ in dem Sinne, dass der Vergleich aller Monotonen eine notwendige und hinreichende Bedingung für die Existenz einer die Schärfe nicht erhöhenden Operation zwischen zwei POVMs liefert, und in dem Sinne $operational$ dass alle Monotonen prinzipiell experimentell zugänglich sind.

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https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.125.210402

[61] Denis Rosset, Francesco Buscemi und Yeong-Cherng Liang. Ressourcentheorie von Quantenspeichern und ihre zuverlässige Verifizierung mit minimalen Annahmen. Physik. Rev.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevX.8.021033

[62] Francesco Buscemi. Vollständige Positivität, Markovianität und die Ungleichheit der Quantendatenverarbeitung bei Vorliegen anfänglicher System-Umwelt-Korrelationen. Physik. Rev. Lett., 113:140502, Okt. 2014. doi:10.1103/​PhysRevLett.113.140502.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.113.140502

[63] Bartosz Regula, Varun Narasimhachar, Francesco Buscemi und Mile Gu. Kohärenzmanipulation mit dephasierend-kovarianten Operationen. Physik. Rev. Research, 2:013109, Januar 2020. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.013109, doi:10.1103/​PhysRevResearch.2.013109.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.013109

[64] Francesco Buscemi. Vollständig dem zweiten Quantengesetz ähnliche Aussagen aus der Theorie statistischer Vergleiche, 2015. URL: https://​/​arxiv.org/​abs/​1505.00535, doi:10.48550/​ARXIV.1505.00535.
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.1505.00535
arXiv: 1505.00535

[65] Gilad Gour, David Jennings, Francesco Buscemi, Runyao Duan und Iman Marvian. Quantenmajorisierung und ein vollständiger Satz entropischer Bedingungen für die Quantenthermodynamik. Nature Communications, 9(1):5352, 2018. doi:10.1038/​s41467-018-06261-7.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-06261-7

[66] Cyril Branciard, Denis Rosset, Yeong-Cherng Liang und Nicolas Gisin. Messgeräteunabhängige Verschränkungszeugen für alle verschränkten Quantenzustände. Physical Review Letters, 110(6):060405, Februar 2013. doi:10.1103/​PhysRevLett.110.060405.
https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.110.060405

Zitiert von

[1] Francesco Buscemi, Kodai Kobayashi, Shintaro Minagawa, Paolo Perinotti und Alessandro Tosini, „Vereinheitlichung verschiedener Vorstellungen von Quanteninkompatibilität in einer strengen Hierarchie von Ressourcentheorien der Kommunikation“, Quantum 7, 1035 (2023).

[2] Gennaro Zanfardino, Wojciech Roga, Masahiro Takeoka und Fabrizio Illuminati, „Quantenressourcentheorie der Bell-Nichtlokalität im Hilbert-Raum“, arXiv: 2311.01941, (2023).

[3] Michele Dall'Arno und Francesco Buscemi, „Tight Conic Approximation of Testing Regions for Quantum Statistical Models and Measurements“, arXiv: 2309.16153, (2023).

[4] Krawatten-A. Ohst und Martin Plávala, „Symmetrien und Wigner-Darstellungen operativer Theorien“, arXiv: 2306.11519, (2023).

[5] Albert Rico und Karol Życzkowski, „Diskrete Dynamik im Satz von Quantenmessungen“, arXiv: 2308.05835, (2023).

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