Menyalin Kuantum Tidak Sempurna

Diketahui oleh teorema no-kloning bahwa membangun mesin yang mampu mengkloning keadaan kuantum yang sewenang-wenang adalah tidak mungkin. Namun, jika penyalinan dianggap tidak sempurna, maka mesin kloning kuantum universal dapat dihasilkan, karena dapat membuat salinan tidak sempurna dari keadaan kuantum arbitrer di mana keadaan asli dan salinan memiliki tingkat kesetiaan tertentu yang tergantung pada mesin. Saya menemukan kertas Quantum menyalin: Di luar teorema no-kloning oleh Buzek dan Hillery di mana jenis mesin kloning kuantum universal disajikan. Namun, makalah ini berasal dari tahun 1996 dan saya tidak tahu jika beberapa kemajuan dalam mesin jenis ini telah dilakukan.

Oleh karena itu, saya ingin tahu apakah seseorang tahu jika ada kemajuan dalam jenis mesin kloning yang telah dilakukan sejak saat itu, yaitu, mesin yang kesetiaannya lebih baik daripada yang disajikan dalam makalah tersebut, atau metode yang kurang kompleks .. Selain itu, akan menarik juga untuk mendapatkan referensi tentang aplikasi apa pun yang bermanfaat yang disajikan mesin-mesin tersebut jika ada.

Sejumlah makalah tentang kloning kuantum telah ditulis sejak tahun 1996, termasuk makalah yang berfokus teoretis dan eksperimental. Makalah survei berikut ini adalah tempat yang baik untuk memulai jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut:

Valerio Scarani, Sofyan Iblisdir, Nicolas Gisin, dan Antonio Acin. Kloning kuantum. Ulasan of Modern Physics 77: 1225-1256, 2005. arXiv: quant-ph / 0511088

Mengenai optimalitas hasil artikel yang Anda [1], kita temukan di Bagian III A bahwa pada input , status yang dihasilkan oleh operasi kloning yang tidak sempurna ini adalah dalam bentuk mana adalah status unik orthogonal untuk . Jika tidak, kami memiliki $\def\ket#1{\lvert#1\rangle}\def\bra#1{\!\langle#1\rvert}$$\ket{\phi}$

$$\qquad\qquad\qquad \rho_{\text{out}} \,=\, \tfrac{5}{6}\ket{\phi}\bra{\phi} \,+\, \tfrac{1}{6}\ket{\phi^\perp}\bra{\phi^\perp}\,, \qquad\qquad\qquad(\text{3.16 paraphrased})$$ $\ket{\phi^\perp}$$\ket{\phi}$ $$\qquad\qquad\qquad \rho_{\text{out}} \,=\, \tfrac{2}{3}\ket{\phi}\bra{\phi} \,+\, \tfrac{1}{3}\rho_{noise}\,, \qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\;$$ di mana adalah keadaan campuran maksimal. Dalam hal ini yang Anda dapatkan adalah dua salinan dari status yang Anda berikan sebagai input, meskipun masing-masing rusak dengan white noise. Ternyata kinerja ini optimal: pada [2], ditunjukkan bahwa 5/6 adalah kesetiaan optimal untuk 'klon universal', yang ditunjukkan untuk dicapai dalam Persamaan. (3.16) dari [1].$\rho_{\text{noise}} = \tfrac{1}{2}\mathbf 1$

[1] Buzek dan Hillery. Menyalin kuantum: Di luar teorema tanpa kloning .
       Phys Pendeta A 54 (1844), 1996. [ arXiv: quant-ph / 9607018 ]

[2] Bruss et al . Kloning Quantum Universal dan Tergantung-Negara yang Optimal .
      Phys Pendeta A 57 (2368), 1998. [ arXiv: quant-ph / 9705038 ].

Seperti yang dikatakan John Watrous, Rev. Mod. Phys artikel adalah titik awal yang sangat baik.

Jika Anda ingin mengetahui hal-hal yang telah dilihat sejak itu, maka dalam sedikit promosi diri yang tidak tahu malu, Anda mungkin melihat makalah ini . Ada beberapa makalah tindak lanjut juga (termasuk yang menutup langkah kecil dibiarkan terbuka di salah satu buktinya). Apa yang dilakukan adalah kloning asimetris, di mana salinan berbeda dari negara memiliki kualitas yang berbeda. Kami bisa mendapatkan hasil yang optimal bahkan dalam kasus ini.

Anda mungkin juga mencari istilah "penyiaran", yang semacam terkait dengan kloning tetapi pada negara campuran bukan negara murni.

Anda mungkin juga ingin memeriksa:

1. klon deterministik dependen tergantung yang dikloning dengan kesetiaan yang lebih baik ketika keadaan input berasal dari ensemble yang dikenal.
   Ref: Bruss et al., PRA 57, 2368 (1997)
2. klon probabilistik yang klon dengan unit fidelity tetapi dengan probabilitas keberhasilan kurang dari satu
3. klon asimetris di mana output telah dikloning dengan kesetiaan yang berbeda
4. mesin kloning keadaan koheren dalam gambar ruang Hilbert dimensi tak terbatas yang memiliki kesetiaan optimal yang lebih baik daripada variabel diskrit dalam dimensi terbatas.