Klassikalised sidekanalite simulatsioonid PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikaalne otsing. Ai.

Sidekanalite klassikalised simulatsioonid

Péter E. Frenkel

Eötvös Lorándi ülikool, Pázmány Péter sétány 1/C, Budapest, 1117 Ungari
Rényi Institute, Budapest, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Ungari

Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.

Abstraktne

Uurime, kas teatud mitteklassikalisi sidekanaleid saab simuleerida klassikalise kanaliga, millel on teatud arv olekuid ja etteantud müra. On tõestatud, et mis tahes mürarikast kvantkanalit saab simuleerida vastava klassikalise kanaliga, millel on "sama hulk" müra. Samuti uuritakse üldtõenäosuslike kanalite klassikalisi simulatsioone.

Sideprotokolli, millel on $l$ võimalikud sisendid ja $k$ võimalikud väljundid, saab kirjeldada üleminekumaatriksiga $A=(a_{ij})in [0,1]^{ktimes l}$, kus $a_{ij} $ on väljundi $i$ tingimuslik tõenäosus, kui sisendiks on $j$. See on stohhastiline maatriks, st kõik kirjed on mittenegatiivsed ja iga veeru summa on 1: kõigi $j$ jaoks on meil $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Sidekanalit saab kirjeldada üleminekumaatriksite komplektiga, mida see pakub. Kanalit Q saab simuleerida kanaliga C, kui kõik Q poolt pakutavad siirdemaatriksid on C poolt pakutavate üleminekumaatriksite kumerad kombinatsioonid. Sellised kumerad kombinatsioonid esinevad infoteoorias loomulikult; need vastavad sellele, et saatjal ja vastuvõtjal on juurdepääs (piiramatule) jagatud juhuslikkusele. Seos "saab simuleerida" on ilmselgelt refleksiivne ja transitiivne. Kaks kanalit on samaväärsed, kui neid saab teineteisega simuleerida.

On lihtne näha, et klassikalist $n$ olekuga kanalit saab simuleerida taseme $n$ kvantkanaliga. Weineri ja praeguse autori teoreemi järgi kehtib ka vastupidine. Käesolev artikkel käsitleb selle teoreemi variante üldiste tõenäosuskanalite ja mürarikaste kvantkanalite jaoks. Samuti käsitleme mürarikaste kanalite müratuid klassikalisi simulatsioone ja esitame avatud probleemi, mis seob esialgselt kvantkanalite klassikalise simulatsiooni traditsioonilisema viisiga klassikalise ja kvantkommunikatsiooni tõhususe võrdlemiseks, mis hõlmab von Neumanni entroopiat, vastastikust teavet ja Holevo ebavõrdsust.

► BibTeX-i andmed

► Viited

[1] R. B. Bapat: Positiivsete poolkindlate maatriksite segadiskriminandid. Lineaarne algebra rakendus. 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 ja Vlatko Vedral: Hüpersignaali puudumise põhimõte, 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: Kvantkanali klassikalise simulatsiooni maksumuse tõendamine, Phys. Rev. Research 3, 043073. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073

[4] P. E. Frenkel ja M. Weiner: Klassikaline teabe salvestamine $ n $ tasemel kvantsüsteemis, 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] A. S. Holevo: Kvantsidekanali kaudu edastatava teabe koguse piirid, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3–11; Probleemid Teavita. Transmission, 9:3 (1973), 177–183.

[6] L. Lovász ja M. D. Plummer: Sobivuse teooria. Põhja-Holland, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Info-indutseeritud olekuruumi asümmeetria üldiste tõenäosusteooriaid silmas pidades, https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Viidatud

[1] Péter E. Frenkel ja Mihály Weiner, "Abipõimumise abist müravaba klassikalise kanali jaoks", arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, “Mõõtmiste simuleeritavus ja mitteühilduvus kvantteoorias ja muudes operatsiooniteooriates”, arXiv: 2106.03588.

Ülaltoodud tsitaadid on pärit SAO/NASA KUULUTUSED (viimati edukalt värskendatud 2022-07-24 14:10:15). Loend võib olla puudulik, kuna mitte kõik väljaandjad ei esita sobivaid ja täielikke viiteandmeid.

On Crossrefi viidatud teenus teoste viitamise andmeid ei leitud (viimane katse 2022-07-24 14:10:13).

Ajatempel:

Veel alates Quantum Journal