Quantum Contextual Advantage in Qubit State Discrimination

Abstract

Quantum contextuality is an essential concept that reveals the nonclassicality of quantum mechanics. In this thesis, we investigate quantum contextuality in view of state discrimination.

At first, we introduce basic concepts of quantum theory to discuss state discrimination of qubit states. We derive key results in state discrimination of two qubit states.

As a result, we show that the quantum contextual advantage occurs in minimum error discrimination and unambiguous discrimination of qubit states. Considering arbitrary prior probabilities in state discrimination, we find that the quantum contextual advantage depends on prior probabilities in minimum error discrimination of two mixed qubit states and unambiguous discrimination of two pure qubit states.|양자 문맥성은 양자 이론의 비고전성을 드러내는 핵심적인 개념이다. 본 논문에서 우리는 상태 구별의 관점에서 양자 문맥성을 연구한다.

첫 번째로 우리는 양자 이론의 기본적인 개념들을 소개하고 큐빗 상태들의 상태 구별을 논 한다. 우리는 두 큐빗 상태의 구별문제에 대한 핵심적인 결과를 도출한다.

결과적으로 우리는 최소오류 상태 구별과 비모호 상태 구별에서 양자 문맥적 이득이 나타난 다는 것을 보인다. 특히 임의의 사전확률로 준비되는 상태 구별을 고려하여 두 혼합 큐빗 상태의 최소오류 상태 구별과 두 순수 큐빗 상태의 비모호 상태 구별에서 양자 문맥적 이득 이 상태가 준비되는 사전확률에 의존한다는 것을 밝힌다