Consider quantum channels with input dimension $d_1$, output dimension $d_2$ and Kraus rank at most $r$. Any such channel must satisfy the constraint $rd_2\geq d_1$, and the parameter regime $rd_2=d_1$ is called the boundary regime. In this paper, we show an optimal query lower bound $Ω(rd_1d_2/\varepsilon^2)$ for quantum channel tomography to within diamond norm error $\varepsilon$ in the away-from-boundary regime $rd_2\geq 2d_1$, matching the existing upper bound $O(rd_1d_2/\varepsilon^2)$. In particular, this lower bound fully settles the query complexity for the commonly studied case of equal input and output dimensions $d_1=d_2=d$ with $r\geq 2$, in sharp contrast to the unitary case $r=1$ where Heisenberg scaling $Θ(d^2/\varepsilon)$ is achievable.


翻译:考虑输入维度为$d_1$、输出维度为$d_2$且Kraus秩至多为$r$的量子信道。任何此类信道必须满足约束条件$rd_2\geq d_1$,而参数区域$rd_2=d_1$被称为边界区域。本文证明,在远离边界区域$rd_2\geq 2d_1$中,为达到钻石范数误差$\varepsilon$的量子信道层析,其查询复杂度存在最优下界$Ω(rd_1d_2/\varepsilon^2)$,与已有上界$O(rd_1d_2/\varepsilon^2)$相匹配。特别地,该下界完全确定了输入输出维度相等$d_1=d_2=d$且$r\geq 2$这一常见情况下的查询复杂度,与幺正情形$r=1$可实现海森堡标度$Θ(d^2/\varepsilon)$的结果形成鲜明对比。

0
下载
关闭预览

相关内容

《基于量子计算的问题优化》最新40页报告
专知会员服务
11+阅读 · 2月20日
ICLR 2024 | 近似最优的最大损失函数量子优化算法
专知会员服务
21+阅读 · 2024年2月23日
专知会员服务
23+阅读 · 2021年6月28日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年1月9日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
《基于量子计算的问题优化》最新40页报告
专知会员服务
11+阅读 · 2月20日
ICLR 2024 | 近似最优的最大损失函数量子优化算法
专知会员服务
21+阅读 · 2024年2月23日
专知会员服务
23+阅读 · 2021年6月28日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年1月9日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员