Μετάδοση πληροφοριών με συνεχή μεταβλητά κβαντικά κανάλια διαγραφής

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Μετάδοση πληροφοριών με συνεχή μεταβλητά κβαντικά κανάλια διαγραφής PlatoBlockchain Data Intelligence. Κάθετη αναζήτηση. Ολα συμπεριλαμβάνονται.

Changchun Zhong, Changhun Oh και Liang Jiang

Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago, Chicago, IL 60637, ΗΠΑ

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

Περίληψη

Η κβαντική χωρητικότητα, ως ο βασικός αριθμός αξίας για ένα δεδομένο κβαντικό κανάλι, ορίζει τα ανώτερα όρια της ικανότητας του καναλιού να μεταδίδει κβαντικές πληροφορίες. Ο εντοπισμός διαφορετικών τύπων καναλιών, η αξιολόγηση της αντίστοιχης κβαντικής χωρητικότητας και η εύρεση του σχήματος κωδικοποίησης προσέγγισης χωρητικότητας είναι τα κύρια καθήκοντα στη θεωρία της κβαντικής επικοινωνίας. Το κβαντικό κανάλι σε διακριτές μεταβλητές έχει συζητηθεί πάρα πολύ με βάση διάφορα μοντέλα σφάλματος, ενώ το μοντέλο σφάλματος στο κανάλι συνεχούς μεταβλητής έχει μελετηθεί λιγότερο λόγω του προβλήματος των απεριόριστων διαστάσεων. Σε αυτό το άρθρο, διερευνούμε ένα γενικό συνεχές μεταβλητό κβαντικό κανάλι διαγραφής. Ορίζοντας έναν αποτελεσματικό υποχώρο του συστήματος συνεχούς μεταβλητής, βρίσκουμε ένα μοντέλο τυχαίας κωδικοποίησης συνεχούς μεταβλητής. Στη συνέχεια, εξάγουμε την κβαντική χωρητικότητα του διαύλου συνεχούς μεταβλητής διαγραφής στο πλαίσιο της θεωρίας αποσύνδεσης. Η συζήτηση σε αυτό το άρθρο καλύπτει το κενό ενός καναλιού κβαντικής διαγραφής σε ρύθμιση συνεχούς μεταβλητής και ρίχνει φως στην κατανόηση άλλων τύπων συνεχών μεταβλητών κβαντικών καναλιών.

► Δεδομένα BibTeX

@article{Zhong2023information, doi = {10.22331/q-2023-03-06-939}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-06-939}, τίτλος = {Information transmission με κανάλια συνεχούς μεταβλητής κβαντικής διαγραφής}, συγγραφέας = {Zhong, Changchun and Oh, Changhun and Jiang, Liang}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, εκδότης = {{Verein zur F{“{ o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, τόμος = {7}, σελίδες = {939}, μήνας = Μάρ, έτος = {2023} }

► Αναφορές

[1] M. Hayashi, S. Ishizaka, A. Kawachi, G. Kimura, and T. Ogawa, Εισαγωγή στην επιστήμη της κβαντικής πληροφορίας (Springer, 2014).
https://doi.org/10.1007/978-3-662-43502-1

[2] J. Watrous, The theory of quantum information (Cambridge University Press, 2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

[3] L. Gyongyosi, S. Imre και HV Nguyen, A research on quantum channel capacities, IEEE Communications Surveys & Tutorials 20, 1149 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1109 / COMST.2017.2786748

[4] CH Bennett and PW Shor, Quantum information theory, IEEE trades on information theory 44, 2724 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.720553

[5] P. Busch, P. Lahti, J.-P. Pellonpää, and K. Ylinen, Quantummeterment, Vol. 23 (Springer, 2016).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-43389-9

[6] AS Holevo, Η χωρητικότητα του κβαντικού καναλιού με γενικές καταστάσεις σήματος, IEEE Transactions on Information Theory 44, 269 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.651037

[7] H. Barnum, MA Nielsen, and B. Schumacher, Μετάδοση πληροφοριών μέσω ενός θορυβώδους κβαντικού καναλιού, Phys. Rev. Α 57, 4153 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.4153

[8] S. Lloyd, Capacity of the noisy quantum channel, Phys. Rev. Α 55, 1613 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.1613

[9] J. Eisert και MM Wolf, Gaussian quantum channels, arXiv preprint quant-ph/0505151 (2005).
https://doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/0505151
arXiv: quant-ph / 0505151

[10] I. Devetak και PW Shor, Η χωρητικότητα ενός κβαντικού καναλιού για ταυτόχρονη μετάδοση κλασικής και κβαντικής πληροφορίας, Communications in Mathematical Physics 256, 287 (2005).
https://doi.org/10.1007/s00220-005-1317-6

[11] AS Holevo, Κβαντικά συστήματα, κανάλια, πληροφορίες, σε Κβαντικά Συστήματα, Κανάλια, Πληροφορίες (de Gruyter, 2019).
https: / / doi.org/ 10.1515 / 9783110273403

[12] M. Rosati, A. Mari και V. Giovannetti, Στενά όρια για την κβαντική χωρητικότητα των θερμικών εξασθενητών, Nature communications 9, 1 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-06848-0

[13] K. Sharma, MM Wilde, S. Adhikari και M. Takeoka, Οριοθέτηση των περιορισμένων ενεργειακών κβαντικών και ιδιωτικών χωρητικοτήτων των μη ευαίσθητων στη φάση μποσονικών καναλιών Gaussian, New Journal of Physics 20, 063025 (2018).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/aac11a

[14] K. Jeong, Y. Lim, J. Kim, and S. Lee, Νέα άνω όρια στην κβαντική χωρητικότητα για γενικό εξασθενητή και ενισχυτή, στο AIP Conference Proceedings, Vol. 2241 (AIP Publishing LLC, 2020) σελ. 020017.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0011402

[15] M. Grassl, T. Beth, and T. Pellizzari, Codes for the quantum erasure channel, Phys. Rev. Α 56, 33 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.56.33

[16] CH Bennett, DP DiVincenzo και JA Smolin, Capacities of quantum erasure channels, Phys. Αναθ. Lett. 78, 3217 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.3217

[17] SL Braunstein και P. Van Loock, Κβαντικές πληροφορίες με συνεχείς μεταβλητές, Reviews of modern physics 77, 513 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.77.513

[18] C. Weedbrook, S. Pirandola, R. García-Patrón, NJ Cerf, TC Ralph, JH Shapiro και S. Lloyd, Gaussian quantum information, Reviews of Modern Physics 84, 621 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621

[19] D. Gottesman, A. Kitaev και J. Preskill, Κωδικοποίηση ενός qubit σε έναν ταλαντωτή, Physical Review A 64, 012310 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310

[20] W.-L. Ma, S. Puri, RJ Schoelkopf, MH Devoret, S. Girvin και L. Jiang, Quantum control of bosonic modes with superconducting circuits, Science Bulletin 66, 1789 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.scib.2021.05.024

[21] J. Niset, UL Andersen και NJ Cerf, Πειραματικά εφικτός κώδικας διόρθωσης κβαντικής διαγραφής για συνεχείς μεταβλητές, Phys. Αναθ. Lett. 101, 130503 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.130503

[22] JS Sidhu, SK Joshi, M. Gündoğan, T. Brougham, D. Lowndes, L. Mazzarella, M. Krutzik, S. Mohapatra, D. Dequal, G. Vallone, et al., Advances in space quantum communications, IET Quantum Επικοινωνία 2, 182 (2021).
https://doi.org/10.1049/qtc2.12015

[23] R. Klesse, Κατά προσέγγιση κβαντική διόρθωση σφαλμάτων, τυχαίοι κωδικοί και χωρητικότητα κβαντικού καναλιού, Φυσ. Αναθ. Α 75, 062315 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.062315

[24] P. Hayden, M. Horodecki, A. Winter, and J. Yard, A decoupling προσέγγιση στην κβαντική χωρητικότητα, Open Systems & Information Dynamics 15, 7 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S1230161208000043

[25] P. Hayden and J. Preskill, Black holes as mirrors: quantum information in random subsystems, Journal of high Energy physics 2007, 120 (2007).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2007/09/120

[26] Q. Zhuang, T. Schuster, B. Yoshida και NY Yao, Scrambling and complexity inphase space, Phys. Α' 99, 062334 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062334

[27] M. Fukuda and R. Koenig, Τυπική εμπλοκή για γκαουσιανές καταστάσεις, Journal of Mathematical Physics 60, 112203 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5119950

[28] Δείτε το παράρτημα για μια σύντομη επισκόπηση των υπολογισμών για τη διακριτή μεταβλητή αποσύνδεση με οποιαδήποτε πεπερασμένη διάσταση.

[29] V. Paulsen, Completely bounded maps and operator algebras, 78 (Cambridge University Press, 2002).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511546631

[30] B. Schumacher and MA Nielsen, Quantum data processing and error correction, Phys. Rev. Α 54, 2629 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.2629

[31] B. Schumacher and MD Westmoreland, Approximate quantum error correction, Quantum Information Processing 1, 5 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1023 / Α: 1019653202562

[32] F. Dupuis, Η προσέγγιση αποσύνδεσης στην κβαντική θεωρία πληροφοριών, arXiv preprint arXiv:1004.1641 (2010).
https://doi.org/10.48550/arXiv.1004.1641
arXiv: 1004.1641

[33] M. Horodecki, J. Oppenheim, and A. Winter, Κβαντική συγχώνευση καταστάσεων και αρνητικές πληροφορίες, Communications in Mathematical Physics 269, 107 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-006-0118-x

[34] S. Choi, Y. Bao, X.-L. Qi, και E. Altman, Κβαντική διόρθωση σφαλμάτων στη δυναμική κρυπτογράφησης και μετάβαση φάσης που προκαλείται από μετρήσεις, Φυσ. Αναθ. Lett. 125, 030505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.030505

[35] B. Zhang και Q. Zhuang, Σχηματισμός εμπλοκής σε τυχαία κβαντικά δίκτυα συνεχούς μεταβλητής, npj Quantum Information 7, 1 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00370-w

[36] Ένα ενιαίο σχέδιο είναι ένα υποσύνολο της ενιαίας ομάδας όπου οι μέσοι όροι του δείγματος ορισμένων πολυωνύμων στο σύνολο ταιριάζουν με εκείνους σε ολόκληρη την ενιαία ομάδα.

[37] CE Shannon, A mathematical theory of communication, The Bell system τεχνικό περιοδικό 27, 379 (1948).
https: / / doi.org/ 10.1002 / j.1538-7305.1948.tb01338.x

[38] MM Wilde, Κβαντική θεωρία πληροφοριών (Cambridge University Press, 2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316809976

[39] B. Collins και P. Śniady, Ολοκλήρωση σε σχέση με το μέτρο haar για ενιαία, ορθογώνια και συμπλεκτική ομάδα, Communications in Mathematical Physics 264, 773 (2006).
https://doi.org/10.1007/s00220-006-1554-3

[40] VV Albert, K. Noh, K. Duivenvoorden, DJ Young, RT Brierley, P. Reinhold, C. Vuillot, L. Li, C. Shen, SM Girvin, BM Terhal και L. Jiang, Performance and structure of single- τρόποι μποζονικοί κώδικες, Φυσ. Α' 97, 032346 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032346

[41] K. Brádler και C. Adami, Μαύρες τρύπες ως κανάλια γκαουσιανών μποζονίων, Φυσ. Απ. Δ 92, 025030 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.92.025030

Αναφέρεται από

Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους