Κλασικές προσομοιώσεις καναλιών επικοινωνίας PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Κλασικές προσομοιώσεις καναλιών επικοινωνίας

Péter E. Frenkel

Πανεπιστήμιο Eötvös Loránd, Pázmány Péter sétány 1/C, Βουδαπέστη, 1117 Ουγγαρία
Ινστιτούτο Rényi, Βουδαπέστη, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Ουγγαρία

Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.

Περίληψη

Διερευνούμε εάν ορισμένα μη κλασικά κανάλια επικοινωνίας μπορούν να προσομοιωθούν από ένα κλασικό κανάλι με δεδομένο αριθμό καταστάσεων και δεδομένη «ποσότητα» θορύβου. Αποδεικνύεται ότι οποιοδήποτε θορυβώδες κβαντικό κανάλι μπορεί να προσομοιωθεί από ένα αντίστοιχο κλασικό κανάλι με «την ίδια ποσότητα» θορύβου. Επίσης μελετώνται κλασικές προσομοιώσεις γενικών πιθανοτικών καναλιών.

Ένα πρωτόκολλο επικοινωνίας με $l$ πιθανές εισόδους και $k$ πιθανές εξόδους μπορεί να περιγραφεί από έναν πίνακα μετάβασης $A=(a_{ij})στο [0,1]^{ktimes l}$, όπου $a_{ij} $ είναι η υπό όρους πιθανότητα της εξόδου $i$ εάν η είσοδος είναι $j$. Αυτός είναι ένας στοχαστικός πίνακας, δηλαδή, όλες οι εγγραφές είναι μη αρνητικές και κάθε στήλη αθροίζεται σε 1: για όλα τα $j$, έχουμε $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Ένα κανάλι επικοινωνίας μπορεί να περιγραφεί από το σύνολο των πινάκων μετάβασης που παρέχει. Το κανάλι Q μπορεί να προσομοιωθεί από το κανάλι C εάν όλοι οι πίνακες μετάβασης που παρέχονται από το Q είναι κυρτές συνδυασμοί πινάκων μετάβασης που παρέχονται από το C. Τέτοιοι κυρτές συνδυασμοί εμφανίζονται φυσικά στη θεωρία πληροφοριών. αντιστοιχούν στον αποστολέα και τον παραλήπτη που έχουν πρόσβαση σε (απεριόριστη) κοινή τυχαιότητα. Η σχέση «μπορεί να προσομοιωθεί με» είναι προφανώς αντανακλαστική και μεταβατική. Δύο κανάλια είναι ισοδύναμα εάν το καθένα μπορεί να προσομοιωθεί από το άλλο.

Είναι εύκολο να δούμε ότι το κλασικό κανάλι με καταστάσεις $n$ μπορεί να προσομοιωθεί από το κβαντικό κανάλι του επιπέδου $n$. Σύμφωνα με ένα θεώρημα του Weiner και του παρόντος συγγραφέα, ισχύει και το αντίστροφο. Η παρούσα εργασία αφορά παραλλαγές αυτού του θεωρήματος για γενικά πιθανοτικά κανάλια και για θορυβώδη κβαντικά κανάλια. Συζητάμε επίσης αθόρυβες κλασικές προσομοιώσεις θορυβωδών καναλιών και παρουσιάζουμε ένα ανοιχτό πρόβλημα που συνδέει δοκιμαστικά τις κλασικές προσομοιώσεις κβαντικών καναλιών με τον πιο παραδοσιακό τρόπο σύγκρισης της αποτελεσματικότητας της κλασσικής και κβαντικής επικοινωνίας, που περιλαμβάνει την εντροπία von Neumann, την αμοιβαία πληροφορία και την ανισότητα του Holevo.

► Δεδομένα BibTeX

► Αναφορές

[1] RB Bapat: Μικτές διακρίσεις θετικών ημικαθοριστικών πινάκων. Γραμμική Άλγεβρα Εφαρμ. 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 και Vlatko Vedral: No-Hypersignaling Principle, Phys. Αναθ. 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: Certifying the Classical Simulation Cost of a Quantum Channel, Phys. Rev. Research 3, 043073. https://doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel και M. Weiner: Κλασική αποθήκευση πληροφοριών σε ένα κβαντικό σύστημα επιπέδου $n$, 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: Όρια για την ποσότητα πληροφοριών που μεταδίδονται από ένα κανάλι κβαντικής επικοινωνίας, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3–11; Προβλήματα Ενημερώστε. Transmission, 9:3 (1973), 177–183.

[6] L. Lovász και MD Plummer: Matching Theory. Βόρεια Ολλανδία, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Ασυμμετρία του χώρου καταστάσεων που προκαλείται από πληροφορίες εν όψει των γενικών πιθανολογικών θεωριών, https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Αναφέρεται από

[1] Péter E. Frenkel και Mihály Weiner, «Σχετικά με τη βοήθεια εμπλοκής σε ένα αθόρυβο κλασικό κανάλι», arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, «Προομοίωση μέτρησης και ασυμβατότητα στην κβαντική θεωρία και άλλες επιχειρησιακές θεωρίες», arXiv: 2106.03588.

Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2022-07-24 14:10:15). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.

On Η υπηρεσία παραπομπής του Crossref δεν βρέθηκαν δεδομένα σχετικά με την αναφορά έργων (τελευταία προσπάθεια 2022-07-24 14:10:13).

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Quantum Journal