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Quantum resources for assisted optimal state discrimination
Indexado
WoS WOS:001390410200002
Scopus SCOPUS_ID:85213395289
DOI 10.1103/PHYSREVRESEARCH.6.043303
Año 2024
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We revisit the discussion of the quantum resources required to perform optimal unambiguous discrimination between two nonorthogonal quantum states when the protocol is assisted by an auxiliary system (ancilla). Initially, the formulation of the problem led to the assumption that entanglement between the main system and the ancilla was the key resource for the task. However, it was later shown that entanglement is not necessary at all, while quantum dissonance may or may not be required, depending on the relationship between the overlap and the a priori probabilities of the inputs [Zhang, Sci. Rep. 3, 2134 (2013)]. Here, we show that, regardless of this relationship, coherence and purity are required resources for the task and thus more fundamental than dissonance. Coherence is analyzed based on its generalized resource theory, which allowed us to find the scenario that generates the maximal cryptographic randomness gain in the protocol. Purity, on the other hand, is shown to be greater than coherence when both measures are defined via the same distance, including the extreme cases of orthogonal and parallel states, where the latter is zero. Therefore, we conclude that purity is the most fundamental resource for assisted optimal state discrimination.

Revista



Revista ISSN
2643-1564

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Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Jimenez, O. - Universidad Mayor - Chile
2 SOLIS-PROSSER, MIGUEL ANGEL Hombre Universidad de La Frontera - Chile
3 DELGADO-HIDALGO, ALDO PATRICIO Hombre Universidad de Concepción - Chile
4 NEVES-TEIXEIRA, LEONARDO Hombre Univ Fed Minas Gerais - Brasil
Universidade Federal de Minas Gerais - Brasil

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Financiamiento



Fuente
Universidad Mayor
CNPq
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (FONDECYT)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico
Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo
National Agency of Research and Development
CNPq INCT-IQ
National Agency of Research and Development (ANID) -Millennium Science Initiative Program

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Agradecimientos



Agradecimiento
O.J. was supported by an internal grant from Universidad Mayor, Grant No. PUENTE-2024-17. M.A.S.-P. acknowledges Grant No. DIUFRO DI24-0094. A.D. was supported by the National Agency of Research and Development (ANID) -Millennium Science Initiative Program-ICN17-012 and Fondo Nacional de Desarrollo Cientifico y Tecnologico (FONDECYT) Grant No. 1231940. L.N. acknowledges CNPq INCT-IQ (Grant No. 465469/2014-0) and CNPq (Grants No. 422300/2021-7 and No. 303212/2022-5) .
O.J. was supported by an internal grant from Universidad Mayor, Grant No. PUENTE-2024-17. M.A.S.-P. acknowledges Grant No. DIUFRO DI24-0094. A.D. was supported by the National Agency of Research and Development (ANID) - Millennium Science Initiative Program-ICN17-012 and Fondo Nacional de Desarrollo Cient\u00EDfico y Tecnol\u00F3gico (FONDECYT) Grant No. 1231940. L.N. acknowledges CNPq INCT-IQ (Grant No. 465469/2014-0) and CNPq (Grants No. 422300/2021-7 and No. 303212/2022-5).

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