양자 상태 판별
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양자 정보 과학에서 양자 상태 판별은 관측된 측정 확률을 생성한 양자 상태를 추론하는 작업을 말한다.
보다 정확히 말하면, 표준 공식에서 문제는 수신된 상태가 { 집합의 요소라는 약속 하에 특정 미지의 상태에서 i(\_를 실행하는 입니다.i ) { i} 。, = \{ i } p _ { i \ display style { i } . = \ _ { i } \ display style _ {i } 。다음으로 POVM i(\i})_})가 수신된 상태를 올바르게 추측할 가능성을 찾는 것이 과제입니다.된 상태가 j일 때 POVM이 ii 결과를 반환할 확률은 (ij ) i j) {{ Prob } ( i j ) = \} ( _ { { s ) 。올바른 상태는 i){ P_ { }=\ _ _ {[1]입니다.
헬스트롬 측정
두 상태의 구별은 헬스트롬 [2]측정을 사용하여 최적으로 해결할 수 있습니다.의 상태 {{\\{ \{ {{\{p_}\}}}, {, 1 의 2개의 확률{\\{}, }이 POVM에 대해 I - 0 (\{1I-E_ 따라서 성공 확률은 다음과 같습니다.
성공 확률을 최대화하려면 추적을 최소화해야 합니다.는 E0(\이 p 0 0 - 1(\ _{ _{1[2]sigma _{1})의 의 상에 프로젝터일 때 가능합니다.
꽤 좋은 측정
3개 이상의 상태를 구별하기 위해 PGM(Pretty Good Measurement)은 제곱근 측정이라고도 하며 최적은 아니지만 [3]상당히 잘 작동합니다.PGM에서{ { - i- 2 { \ { { i } \ } = \ { ^ { - { \ { } { { } \ { { i } 、 [ } 。를 통해 s e i tr ( { - 2 i- 1 ) { success } = \ _ { } i} \ ( \ _ ) 。
를 들어, 0 + \ { 0 }+ \ \ rangle + } , 1 - - \ style_ 1} - \ \ - , = 1 ( +display + display +display +display ) - 2 - { 2 } display style + 2} display style + displaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaydisplaylities는 { p { 0 } = { } { }、 3 { _ {1} = 1} }} 、 2 1 . frac { 1 1 1 、 0 、 3 、 3 、 3 σ1 1 、 3 。6− 16− 1616-RSB-+[140014])[120012]{\displaystyle S={\frac{1}{6}}\sigma _{0}+{\frac{1}{3}}\sigma _{1}+{\frac{1}{2}}\sigma _{2}={\begin{bmatrix}{\frac{1}{12}}&{\frac{1}{12}}\\{\frac{1}{12}}&{\frac{1}{12}}\end{bmatrix}}와{\begin{bmatrix.}{\frac {1}{6}}&-{\frac{1}{6}}\\-{\frac{1}{6}}&{\frac{1}{6}}\end{bmatrix}}+{\begin{bmatrix}{\frac{1}{4}}&0\\0&,{\frac{1}{4}}\end{bmatrix}}={\begin{bmatrix}{\frac{1}{2}}&0\\0&,{\frac{1}{2}}\end{bmatrix}}}과 S12−)[2002]{\displaystyle S^{-{\frac{1}{2}}}={\begin{bmatrix}{\sqrt.{2}}&0\\0&,{\sqrt{2}}\e
E2)[2002][120012][2002])[120012]{\displaystyle E_{2}={\begin{bmatrix}{\sqrt{2}}&0\\0&,{\sqrt{2}}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}{\frac{1}{2}}&0\\0&,{\frac{1}{2}}\end{bmatrix}}{\begin{bmatr.ix}{\sqrt{2}}&01}{2
이러한 프로젝터의 경우 c tr [ 1 ][ 8 3 + tr [ - 1 2]+ tr [ - -3 - 1 - 3 1 1 1 1 3]+ tr [ tr ][ 1 0 1 ]2][120012]]=0.65{\displaystyle P_{성공}={\frac{1}{6}}\operatorname{tr}[{\begin{bmatrix}{\frac{1}{2}}&,{\frac{1}{2}}\\{\frac{1}{2}}&,{\frac{1}{2}}\end{bmatrix}}{\begin{bmatrix}{\frac{3}{8}}&1\\{\frac{3}{8}}&,{\frac{3}{8}}\end{bmatrix}}]+{\frac{1}{3}}\operatorname{tr}[{\beg.in{bmatrix}{\frabmatrix}}=0.65 -RSB-}
레퍼런스
- ^ Bae, Joonwoo; Kwek, Leong-Chuan (2015). "Quantum state discrimination and its applications". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical. 48 (8): 083001. arXiv:1707.02571. Bibcode:2015JPhA...48h3001B. doi:10.1088/1751-8113/48/8/083001. S2CID 119199057.
- ^ a b Barnett, Stephen M.; Croke, Sarah (2009). "Quantum state discrimination". Adv. Opt. Photon. 1 (8): 238–278. arXiv:0810.1970. Bibcode:2009AdOP....1..238B. doi:10.1364/AOP.1.000238. S2CID 15398601.
- ^ a b Montanaro, Ashley (2007). "On the distinguishability of random quantum states". Commun. Math. Phys. 273 (3): 619–636. arXiv:quant-ph/0607011. Bibcode:2007CMaPh.273..619M. doi:10.1007/s00220-007-0221-7. S2CID 12516161.