Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols

By studying generalizations of entanglement to quantum resource theories,we will provide a continuous family of optimization free measures to quantify the resource in a system, for any theory whose set of free states is given by the image of an idempotent and unital quantum operation. With the help...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Κόλλας, Νικόλαος
Other Authors: Αναστόπουλος, Χάρης
Format: Thesis
Language:English
Published: 2020
Subjects:
Online Access:http://hdl.handle.net/10889/13251
id nemertes-10889-13251
record_format dspace
spelling nemertes-10889-132512022-09-05T11:17:55Z Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols Γενικευμένος εναγκαλισμός στη θεωρία κβαντικής πληροφορίας : μέτρα άνευ βελτιστοποίησης και πρωτόκολλα πιστής εξαγωγής Κόλλας, Νικόλαος Αναστόπουλος, Χάρης Αναστόπουλος, Χάρης Τερζής, Ανδρέας Σουρλάς, Δημήτριος Γκίκας, Δημήτρης Πάχος, Γιάννης Έλληνας, Δημοσθένης Λουκόπουλος, Βασίλειος Kollas, Nikolaos Quantum information Quantum resource theories Κβαντική πληροφορία Κβαντική θεωρία πόρων Μέτρα πόρων Πρωτόκολλα εξαγωγής 530.124 By studying generalizations of entanglement to quantum resource theories,we will provide a continuous family of optimization free measures to quantify the resource in a system, for any theory whose set of free states is given by the image of an idempotent and unital quantum operation. With the help of these measures we will argue for the correct definition of a coarse grained projective quantum measurement. The question of extraction of quantum coherence from one system to another in a faithful way is also studied. We construct two novel protocols, one able to extract only a small amount of coherence each time and the other a larger amount and apply these to a reservoir in a coherent and vacuum squeezed state of a harmonic oscillator. By studying extraction to qubits it is shown that for a single extraction from both reservoirs the stronger protocol outperforms a previous method known as catalytic coherence. Μελετώντας γενικεύσεις του εναγκαλισμού στην κβαντική θεωρία πόρων, θα κατασκευάσουμε μια συνεχή οικογένεια μέτρων άνευ βελτιστοποίησης για να ποσοτικοποιήσουμε τον πόρο που περιέχει ένα σύστημα για κάθε θεωρία στην οποία το σύνολο των ελεύθερων καταστάσεων δίνεται από την εικόνα ενός ταυτόσημου και μοναδιαίου μετασχηματισμού. Στην συνέχεια με την βοήθεια αυτών των μέτρων θα επιχειρηματολογήσουμε υπέρ του σωστού ορισμού μιας αδρομερούς προβολικής μέτρησης. Επιπλέον μελετάμε το ερώτημα της πιστής εξαγωγής κβαντικής συμφωνίας από ένα σύστημα σε κάποιο άλλο. Κατασκευάζουμε δύο καινοτόμα πρωτόκολλα, ένα ικανό να εξάγει μία μικρή ποσότητα κάθε φορά και το άλλο μία μεγαλύτερη, και τα εφαρμόζουμε στην περίπτωση μιας δεξαμενής που βρίσκεται στην σύμφωνη και την πεπιεσμένη κατάσταση αντίστοιχα ενός αρμονικού ταλαντωτή. Μελετώντας την περίπτωση εξαγωγής σε κιούμπιτ δείχνεται ότι και για τις δύο περιπτώσεις το πιο ισχυρό πρωτόκολλο αποδίδει καλύτερα από μία προηγούμενη μέθοδο γνωστή ως καταλυτική συμφωνία. 2020-02-29T20:39:58Z 2020-02-29T20:39:58Z 2020-01-23 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13251 en 0 application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Quantum information
Quantum resource theories
Κβαντική πληροφορία
Κβαντική θεωρία πόρων
Μέτρα πόρων
Πρωτόκολλα εξαγωγής
530.124
spellingShingle Quantum information
Quantum resource theories
Κβαντική πληροφορία
Κβαντική θεωρία πόρων
Μέτρα πόρων
Πρωτόκολλα εξαγωγής
530.124
Κόλλας, Νικόλαος
Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols
description By studying generalizations of entanglement to quantum resource theories,we will provide a continuous family of optimization free measures to quantify the resource in a system, for any theory whose set of free states is given by the image of an idempotent and unital quantum operation. With the help of these measures we will argue for the correct definition of a coarse grained projective quantum measurement. The question of extraction of quantum coherence from one system to another in a faithful way is also studied. We construct two novel protocols, one able to extract only a small amount of coherence each time and the other a larger amount and apply these to a reservoir in a coherent and vacuum squeezed state of a harmonic oscillator. By studying extraction to qubits it is shown that for a single extraction from both reservoirs the stronger protocol outperforms a previous method known as catalytic coherence.
author2 Αναστόπουλος, Χάρης
author_facet Αναστόπουλος, Χάρης
Κόλλας, Νικόλαος
format Thesis
author Κόλλας, Νικόλαος
author_sort Κόλλας, Νικόλαος
title Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols
title_short Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols
title_full Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols
title_fullStr Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols
title_full_unstemmed Generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols
title_sort generalized entanglement in quantum information theory : optimization free measures and faithful extraction protocols
publishDate 2020
url http://hdl.handle.net/10889/13251
work_keys_str_mv AT kollasnikolaos generalizedentanglementinquantuminformationtheoryoptimizationfreemeasuresandfaithfulextractionprotocols
AT kollasnikolaos genikeumenosenankalismosstētheōriakbantikēsplērophoriasmetraaneubeltistopoiēsēskaiprōtokollapistēsexagōgēs
_version_ 1771297210086981632