利用集体测量判别混合量子比特态
量子物理
2023-11-27 v2
摘要
非正交态不能被完美区分是量子力学中的一个核心事实。这一性质保证了量子密钥分发的安全性。因此，在量子通信中设计和实现最优区分量子态的策略是一项重要任务。一般而言，当我们可以获取量子态的多个副本时，最优测量将是一种集体测量。然而，迄今为止，集体测量尚未被用于增强量子态判别。其主要原因之一在于，在具有相等先验概率的通常态判别设定中，至少需要三个量子态副本被集体测量才能优于可分离测量。这在实验上极具挑战性。在本工作中，通过考虑不相等的先验概率，我们提出并实验演示了一种利用集体测量区分两个单量子比特态副本的协议，其错误概率低于任何非纠缠测量所能达到的错误概率。我们在 IBM Q System One 设备（一种超导量子处理器）上实现了测量。此外，我们在未知态的三个和四个副本上实现了集体测量，发现它们表现不佳。
引用
@article{arxiv.2302.08882,
title = {Discriminating mixed qubit states with collective measurements},
author = {Lorcan O. Conlon and Falk Eilenberger and Ping Koy Lam and Syed M. Assad},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.08882},
year = {2023}
}
备注
Close to published version, published in Nature Communications Physics