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Klassische Simulationen von Kommunikationskanälen

Peter E. Frenkel

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

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Abstrakt

Wir untersuchen, ob bestimmte nicht-klassische Kommunikationskanäle durch einen klassischen Kanal mit einer gegebenen Anzahl von Zuständen und einer gegebenen „Menge“ an Rauschen simuliert werden können. Es ist bewiesen, dass jeder verrauschte Quantenkanal durch einen entsprechenden klassischen Kanal mit „gleichem“ Rauschen simuliert werden kann. Klassische Simulationen allgemeiner probabilistischer Kanäle werden ebenfalls untersucht.

Ein Kommunikationsprotokoll mit $l$ möglichen Eingängen und $k$ möglichen Ausgängen kann durch eine Übergangsmatrix $A=(a_{ij})in [0,1]^{ktimes l}$ beschrieben werden, wobei $a_{ij} $ ist die bedingte Wahrscheinlichkeit der Ausgabe $i$, wenn die Eingabe $j$ ist. Dies ist eine stochastische Matrix, dh alle Einträge sind nicht negativ und jede Spalte summiert sich zu 1: Für alle $j$ haben wir $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Ein Kommunikationskanal kann durch den Satz von Übergangsmatrizen beschrieben werden, die er bietet. Kanal Q kann durch Kanal C simuliert werden, wenn alle von Q bereitgestellten Übergangsmatrizen konvexe Kombinationen von von C bereitgestellten Übergangsmatrizen sind. Solche konvexen Kombinationen kommen natürlicherweise in der Informationstheorie vor; sie entsprechen dem Sender und Empfänger, die Zugang zu (unbegrenzter) gemeinsamer Zufälligkeit haben. Die Relation „kann simuliert werden durch“ ist offensichtlich reflexiv und transitiv. Zwei Kanäle sind gleichwertig, wenn jeder durch den anderen simuliert werden kann.

Es ist leicht zu sehen, dass der klassische Kanal mit $n$-Zuständen durch den Quantenkanal der Ebene $n$ simuliert werden kann. Nach einem Satz von Weiner und dem Autor gilt auch die Umkehrung. In der vorliegenden Arbeit geht es um Varianten dieses Theorems für allgemeine probabilistische Kanäle und für verrauschte Quantenkanäle. Wir diskutieren auch rauschfreie klassische Simulationen von verrauschten Kanälen und stellen ein offenes Problem vor, das klassische Simulationen von Quantenkanälen versuchsweise mit der traditionelleren Methode des Vergleichs der Effizienz von klassischer und Quantenkommunikation verbindet, unter Einbeziehung von Neumann-Entropie, gegenseitiger Information und Holevos Ungleichung.

► BibTeX-Daten

► Referenzen

[1] RB Bapat: Gemischte Diskriminanten positiver semidefiniter Matrizen. Lineare 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 und 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: Zertifizierung der klassischen Simulationskosten eines Quantenkanals, Phys. Rev. Research 3, 043073. https:/​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel und M. Weiner: Klassische Informationsspeicherung in einem Quantensystem auf $n$-Ebene, 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: Grenzen für die Informationsmenge, die von einem Quantenkommunikationskanal übertragen wird, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3–11; Probleme informieren. Übertragung, 9:3 (1973), 177–183.

[6] L. Lovász und MD Plummer: Matching-Theorie. Nordholland, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Informationsinduzierte Asymmetrie des Zustandsraums im Hinblick auf allgemeine probabilistische Theorien, https:/​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Zitiert von

[1] Péter E. Frenkel und Mihály Weiner, „Über Verschränkungshilfe für einen geräuschlosen klassischen Kanal“, arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, „Messsimulation und Inkompatibilität in der Quantentheorie und anderen operativen Theorien“, arXiv: 2106.03588.

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