Copie quantique imparfaite

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Il est connu par le théorème de non-clonage que la construction d'une machine capable de cloner un état quantique arbitraire est impossible. Cependant, si la copie est supposée non parfaite, des machines de clonage quantique universelles peuvent être générées, pouvant créer des copies imparfaites d'états quantiques arbitraires où l'état d'origine et la copie ont un certain degré de fidélité qui dépend de la machine. Je suis tombé sur l'article Copie quantique: au-delà du théorème de non-clonage de Buzek et Hillery où ce type de machine universelle de clonage quantique est présenté. Cependant, ce document date de 1996 et je ne sais pas si certains progrès dans ce type de machines ont été réalisés.

Par conséquent, je voudrais savoir si quelqu'un sait si des progrès dans ce type de machines de clonage ont été réalisés depuis lors, c'est-à-dire des machines dont la fidélité est meilleure que celle présentée dans un tel article, ou les méthodes sont moins complexes .. De plus, il serait également intéressant d'obtenir des références sur toute application utile que de telles machines présentent s'il y en a.

quantum-state resource-request cloning

— Josu Etxezarreta Martinez
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De nombreux articles sur le clonage quantique ont été écrits depuis 1996, y compris des articles théoriques et expérimentaux. Le document d'enquête suivant est un bon point de départ si vous souhaitez en savoir plus:

Valerio Scarani, Sofyan Iblisdir, Nicolas Gisin et Antonio Acin. Clonage quantique. Reviews of Modern Physics 77: 1225-1256, 2005. arXiv: quant-ph / 0511088

— John Watrous
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En particulier: consultez la section IV pour les applications du clonage aux attaques cryptographiques (et les limites de ces attaques) à la distribution de clés quantiques.

— Niel de Beaudrap

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Concernant l'optimalité des résultats de votre article lié [1], $\def\ket#1{\lvert#1\rangle}\def\bra#1{\!\langle#1\rvert}$ $\ket{\phi}$

ρ_{en dehors} = \frac{5}{6} | ϕ ⟩ ⟨ ϕ | + \frac{1}{6} | ϕ^{⊥} ⟩ ⟨ ϕ^{⊥} |, (3.16 paraphrasé)

$\qquad\qquad\qquad \rho_{\text{out}} \,=\, \tfrac{5}{6}\ket{\phi}\bra{\phi} \,+\, \tfrac{1}{6}\ket{\phi^\perp}\bra{\phi^\perp}\,, \qquad\qquad\qquad(\text{3.16 paraphrased})$

| ϕ^{⊥} ⟩

$\ket{\phi^\perp}$

| ϕ ⟩

$\ket{\phi}$

ρ_{en dehors} = \frac{2}{3} | ϕ ⟩ ⟨ ϕ | + \frac{1}{3} ρ_{n o je s e},

$\qquad\qquad\qquad \rho_{\text{out}} \,=\, \tfrac{2}{3}\ket{\phi}\bra{\phi} \,+\, \tfrac{1}{3}\rho_{noise}\,, \qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\qquad\;$

ρ_{noise} = \frac{1}{2} 1

$\rho_{\text{noise}} = \tfrac{1}{2}\mathbf 1$

[1] Buzek et Hillery. Copie quantique: au-delà du théorème du non-clonage .
Phys. Rev. A 54 (1844), 1996. [ arXiv: quant-ph / 9607018 ]

[2] Bruss et al . Clonage quantique universel et dépendant de l'état optimal .
Phys. Rev. A 57 (2368), 1998. [ arXiv: quant-ph / 9705038 ].

— Niel de Beaudrap
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Comme l'a dit John Watrous, le Rév. Mod. Phys. l'article est un excellent point de départ.

Si vous voulez savoir le genre de choses qui ont été examinées depuis, alors dans un peu d'autopromotion sans vergogne, vous pouvez consulter ce document . Il y a également eu quelques documents de suivi (dont un qui ferme un petit pas laissé ouvert dans l'une des épreuves). Il s'agit d'un clonage asymétrique, dans lequel les différentes copies de l'état ont des qualités différentes. Nous pouvons obtenir des résultats optimaux même dans ces cas.

Vous pouvez également rechercher le terme "radiodiffusion", qui est en quelque sorte lié au clonage mais à des états mixtes plutôt qu'à des états purs.

— DaftWullie
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Vous pouvez également vérifier:

des cloneurs déterministes dépendant de l'état qui clonent avec une meilleure fidélité lorsque l'état d'entrée provient d'un ensemble connu.
Réf: Bruss et al., PRA 57, 2368 (1997)
cloneurs probabilistes qui clonent avec une fidélité unitaire mais avec une probabilité de réussite inférieure à l'unité
cloneurs asymétriques où les sorties ont été clonées avec des fidélité différentes
des machines de clonage à états cohérents dans une image de l'espace Hilbert de dimension infinie qui ont une meilleure fidélité optimale que celles des variables discrètes de dimensions finies.

— user5392
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