如何利用任意测量装置实现近乎完美的测量
量子物理
2023-09-21 v3
摘要
我们考虑在能够进行另一种量子测量的前提下复现某一量子测量的问题。我们给出了该问题的一般框架与具体协议。例如,我们展示了如何少量使用可用的“不完美”装置,以使得目标测量的平均误差随所用不完美测量次数的增加而呈指数下降。我们希望这能作为一种针对测量装置的轻量级误差缓解手段,在近期应用中发挥作用。除了面向实际应用的视角外,我们还在最一般的设定下从一般理论角度考察该问题,其中可用测量与目标测量均为任意广义量子测量。我们证明这一一般问题实际上可归约为复现(完备)冯·诺依曼测量统计的能力,并且在可用测量被使用无穷多次的渐近极限下,一种基于“经典克隆”的简单协议可完美完成此任务。我们证明了渐近意义上所有(非平凡)量子测量都是等价的。我们还研究了在可用测量使用次数固定时的最优协议。这包括但不仅限于改进含噪与损耗量子测量。此外,我们证明在并行执行多次测量的设定中,利用经典信息论中的分组编码技术,可实现有限速率的测量复现。最后,我们展示了采用概率性协议亦能带来优势。
引用
@article{arxiv.2203.02593,
title = {How to use arbitrary measuring devices to perform almost perfect measurements},
author = {Noah Linden and Paul Skrzypczyk},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02593},
year = {2023}
}
备注
v3: 21 pages, 4 figures. Further improved presentation, including a new figure of merit