Klassiske simuleringer af kommunikationskanaler PlatoBlockchain Data Intelligence. Lodret søgning. Ai.

Klassiske simuleringer af kommunikationskanaler

Péter E. Frenkel

Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/C, Budapest, 1117 Ungarn
Rényi Instituttet, Budapest, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Ungarn

Finder du denne artikel interessant eller vil du diskutere? Scite eller efterlade en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Vi undersøger, om visse ikke-klassiske kommunikationskanaler kan simuleres af en klassisk kanal med et givet antal tilstande og en given 'mængde' af støj. Det er bevist, at enhver støjende kvantekanal kan simuleres af en tilsvarende klassisk kanal med 'samme mængde' støj. Klassiske simuleringer af generelle probabilistiske kanaler studeres også.

En kommunikationsprotokol med $l$ mulige input og $k$ mulige output kan beskrives ved en overgangsmatrix $A=(a_{ij})i [0,1]^{ktimes l}$, hvor $a_{ij} $ er den betingede sandsynlighed for output $i$, hvis input er $j$. Dette er en stokastisk matrix, dvs. alle indtastninger er ikke-negative, og hver kolonne summerer til 1: for alle $j$ har vi $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. En kommunikationskanal kan beskrives ved det sæt af overgangsmatricer, som den giver. Kanal Q kan simuleres af kanal C, hvis alle overgangsmatricer givet af Q er konvekse kombinationer af overgangsmatricer givet af C. Sådanne konvekse kombinationer forekommer naturligt i informationsteori; de svarer til, at afsender og modtager har adgang til (ubegrænset) delt tilfældighed. Relationen 'kan simuleres af' er åbenlyst refleksiv og transitiv. To kanaler er ækvivalente, hvis hver kan simuleres af den anden.

Det er let at se, at den klassiske kanal med $n$ tilstande kan simuleres af kvantekanalen på niveau $n$. Ved en sætning af Weiner og den nuværende forfatter gælder det omvendte også. Nærværende papir handler om varianter af dette teorem for generelle sandsynlighedskanaler og for støjende kvantekanaler. Vi diskuterer også støjfri klassiske simuleringer af støjende kanaler og præsenterer et åbent problem, der tentativt forbinder klassiske simuleringer af kvantekanaler med den mere traditionelle måde at sammenligne effektiviteten af ​​klassisk og kvantekommunikation, der involverer von Neumann entropi, gensidig information og Holevo's ulighed.

► BibTeX-data

► Referencer

[1] RB Bapat: Blandede diskriminanter af positive semibestemte matricer. Lineær Algebra Appl. 126 (1989), 107-124. https://​/​doi.org/​10.1016/​0024-3795(89)90009-8.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0024-3795(89)90009-8

[2] Michele Dall'Arno, Sarah Brandsen, Alessandro Tosini, Francesco Buscemi og Vlatko Vedral: No-Hypersignaling Principle, Phys. Rev. Lett. 119 (2017), 020401. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.119.020401.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.119.020401

[3] Brian Doolittle, Eric Chitambar: Certificering af de klassiske simuleringsomkostninger ved en kvantekanal, Phys. Rev. Research 3, 043073. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel og M. Weiner: Klassisk informationslagring i et kvantesystem på $n$-niveau, Communications in Mathematical Physics 340 (2015), 563-574. https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-015-2463-0.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-015-2463-0

[5] AS Holevo: Bounds for the Quantity of Information Transmitted by a Quantum Communication Channel, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3-11; Problemer informere. Transmission, 9:3 (1973), 177-183.

[6] L. Lovász og MD Plummer: Matchende teori. Nordholland, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Informationsinduceret asymmetri af statsrum i lyset af generelle sandsynlighedsteorier, https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Citeret af

[1] Péter E. Frenkel og Mihály Weiner, "Om entanglement assistance to a noiseless classic channel", arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, "Målesimulering og inkompatibilitet i kvanteteori og andre operationelle teorier", arXiv: 2106.03588.

Ovenstående citater er fra SAO/NASA ADS (sidst opdateret 2022-07-24 14:10:15). Listen kan være ufuldstændig, da ikke alle udgivere leverer passende og fuldstændige citatdata.

On Crossrefs citeret af tjeneste ingen data om at citere værker blev fundet (sidste forsøg 2022-07-24 14:10:13).

Tidsstempel:

Mere fra Quantum Journal