Der minimale Kommunikationsaufwand für die Simulation verschränkter Qubits

Der minimale Kommunikationsaufwand für die Simulation verschränkter Qubits

Zeitstempel: 24. Oktober 2023, 10:17 Uhr

Martin J. Renner1,2 und Marco Tulio Quintino3,2,1

1Universität Wien, Fakultät für Physik, Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ), Boltzmanngasse 5, 1090 Wien, Österreich
2Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI), Österreichische Akademie der Wissenschaften, Boltzmanngasse 3, 1090 Wien, Österreich
3Sorbonne Université, CNRS, LIP6, F-75005 Paris, Frankreich

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Abstrakt

Wir analysieren den Umfang der klassischen Kommunikation, der erforderlich ist, um die Statistiken lokaler projektiver Messungen an einem allgemeinen Paar verschränkter Qubits zu reproduzieren, $|Psi_{AB}rangle=sqrt{p} |00rangle+sqrt{1-p} |11rangle$ (mit $1/2leq p leq 1$). Wir erstellen ein klassisches Protokoll, das lokale projektive Messungen an allen verschränkten Qubit-Paaren perfekt simuliert, indem wir ein klassisches Trit kommunizieren. Wenn außerdem $frac{2p(1-p)}{2p-1} log{left(frac{p}{1-p}right)}+2(1-p)leq1$, beträgt ungefähr $0.835 leq p leq 1 $ präsentieren wir ein klassisches Protokoll, das nur ein einziges Bit an Kommunikation erfordert. Das letztere Modell ermöglicht sogar eine perfekte klassische Simulation mit einem durchschnittlichen Kommunikationsaufwand, der im Grenzfall, in dem der Grad der Verschränkung gegen Null geht ($p bis 1$), gegen Null geht. Dies beweist, dass der Kommunikationsaufwand für die Simulation schwach verschränkter Qubit-Paare deutlich geringer ist als für das maximal verschränkte Qubit-Paar.

Die minimalen Kommunikationskosten für die Simulation verschränkter Qubits PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikale Suche. Ai.

Ausgewähltes Bild: $textbf{a)}$ Alice und Bob führen lokale projektive Messungen an einem verschränkten Qubit-Paar durch. $textbf{b)}$ Alice und Bob möchten diese Quantenkorrelationen mit klassischen Ressourcen reproduzieren

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► Referenzen

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Zitiert von

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[3] Peter Sidajaya, Aloysius Dewen Lim, Baichu Yu und Valerio Scarani, „Neural Network Approach to the Simulation of Entangled States with One Bit of Communication“, arXiv: 2305.19935, (2023).

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