La théorie des ressources de la non-classicité des assemblages de canaux

La théorie des ressources de la non-classicité des assemblages de canaux

Horodatage: 10 octobre 2023 12h15

Beata Zjawin1, David Schmid1, Matty J. Hoban2,3, et Ana Belen Sainz1

1Centre international de théorie des technologies quantiques, Université de Gdańsk, 80-309 Gdańsk, Pologne
2Cambridge Quantum Computing Ltd.
3Quantinum LLC

Vous trouvez cet article intéressant ou souhaitez en discuter? Scite ou laisse un commentaire sur SciRate.

Abstract

Lorsque deux parties, Alice et Bob, partagent des systèmes quantiques corrélés et qu’Alice effectue des mesures locales, la description mise à jour par Alice de l’état de Bob peut fournir la preuve de corrélations non classiques. Ce scénario simple, introduit par Einstein, Podolsky et Rosen (EPR), peut être modifié en permettant à Bob d'avoir également un système classique ou quantique comme entrée. Dans ce cas, Alice met à jour ses connaissances sur le canal (plutôt que sur un état) dans le laboratoire de Bob. Dans cet article, nous proposons un cadre unifié pour étudier le caractère non classique de diverses généralisations du scénario EPR. Nous le faisons en utilisant une théorie des ressources dans laquelle les opérations libres sont des opérations locales et un caractère aléatoire partagé (LOSR). Nous dérivons un programme semi-défini pour étudier la pré-commande des ressources EPR et découvrir les conversions possibles entre ces dernières. De plus, nous étudions les conversions entre ressources post-quantiques tant analytiquement que numériquement.

La théorie des ressources de la non-classicité des assemblages de canaux PlatoBlockchain Data Intelligence. Recherche verticale. Aï.

► Données BibTeX

► Références

John S Bell. "Sur le paradoxe d'Einstein Podolsky Rosen". Physique Physique Fizika 1, 195 (1964).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195

Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani et Stephanie Wehner. "Bell non localité". Avis sur la physique moderne 86, 419 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419

Albert Einstein, Boris Podolsky et Nathan Rosen. « La description mécanique quantique de la réalité physique peut-elle être considérée comme complète ? ». Examen physique 47, 777 (1935).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.47.777

Erwin Schrodinger. "Discussion des relations de probabilité entre systèmes séparés". Actes mathématiques de la Cambridge Philosophical Society 31, 555–563 (1935).
https: / / doi.org/ 10.1017 / S0305004100013554

Eric Gama Cavalcanti, Steve J Jones, Howard M Wiseman et Margaret D Reid. "Critères expérimentaux de pilotage et paradoxe Einstein-Podolsky-Rosen". Examen physique A 80, 032112 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.032112

Howard M Wiseman, Steve James Jones et Andrew C Doherty. "Le pilotage, l'intrication, la non-localité et le paradoxe d'Einstein-Podolsky-Rosen". Lettres d'examen physique 98, 140402 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.140402

Roope Uola, Ana CS Costa, H Chau Nguyen et Otfried Gühne. « Pilotage quantique ». Avis sur la physique moderne 92, 015001 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.92.015001

Cyril Branciard, Eric G Cavalcanti, Stephen P Walborn, Valerio Scarani et Howard M Wiseman. "Distribution unilatérale de clé quantique indépendante de l'appareil : sécurité, faisabilité et lien avec la direction". Examen physique A 85, 010301 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.85.010301

Yu Xiang, Ioannis Kogias, Gerardo Adesso et Qiongyi He. "Pilotage gaussien multipartite: contraintes de monogamie et applications de cryptographie quantique". Phys. Rév. A 95, 010101 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.010101

Daniel Cavalcanti, Paul Skrzypczyk, GH Aguilar, RV Nery, PH Souto Ribeiro et SP Walborn. "Détection de l'intrication dans les réseaux quantiques asymétriques et pilotage quantique multipartite". Communications sur la nature 6, 1–6 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms8941

Alejandro Máttar, Paul Skrzypczyk, GH Aguilar, RV Nery, PH Souto Ribeiro, SP Walborn et Daniel Cavalcanti. "Certification expérimentale d'intrication multipartite et de caractère aléatoire de l'état w dans le scénario de pilotage quantique". Science et technologie quantiques 2, 015011 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / aa629b

Elsa Passaro, Daniel Cavalcanti, Paul Skrzypczyk et Antonio Acín. « Certification du caractère aléatoire optimal dans les scénarios de pilotage quantique et de préparation et de mesure ». Nouveau Journal de Physique 17, 113010 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​11/​113010

Loi Yun Zhi, Jean-Daniel Bancal, Valerio Scarani, et al. « Extraction aléatoire quantique pour différents niveaux de caractérisation des dispositifs ». Journal of Physics A : Mathématique et Théorique 47, 424028 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​47/​42/​424028

Ivan Šupić et Matty J Hoban. "Autotest par pilotage EPR". Nouveau Journal de Physique 18, 075006 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​7/​075006

Suchetana Goswami, Bihalan Bhattacharya, Debarshi Das, Souradeep Sasmal, C Jebaratnam et AS Majumdar. « Autotest unilatéral indépendant du périphérique de tout état intriqué pur à deux qubits ». Examen physique A 98, 022311 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.022311

Shin-Liang Chen, Huan-Yu Ku, Wenbin Zhou, Jordi Tura et Yueh-Nan Chen. "Autotest robuste des assemblages quantiques orientables et ses applications sur la certification quantique indépendante de l'appareil". Quantique 5, 552 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-09-28-552

Matthieu F Pusey. "Négativité et direction: une conjecture de Peres plus forte". Examen physique A 88, 032313 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.032313

Paul Skrzypczyk, Miguel Navascués et Daniel Cavalcanti. "Quantifier le pilotage d'Einstein-Podolsky-Rosen". Lettres d'examen physique 112, 180404 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.180404

Marco Piani et John Watrous. "Caractérisation de l'information quantique nécessaire et suffisante du pilotage d'Einstein-Podolsky-Rosen". Lettres d'examen physique 114, 060404 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.060404

Rodrigo Gallego et Leandro Aolita. "Théorie du pilotage des ressources". Examen physique X 5, 041008 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.5.041008

Beata Zjawin, David Schmid, Matty J Hoban et Ana Belén Sainz. "Quantification de l'EPR : la théorie des ressources de la non-classicité des assemblages de cause commune". Quantique 7, 926 (2023).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2023-02-16-926

Elie Wolfe, David Schmid, Ana Belen Sainz, Ravi Kunjwal et Robert W Spekkens. "Quantifying Bell: La théorie des ressources de la non-classicité des boîtes de cause commune". Quantique 4, 280 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-06-08-280

David Schmid, Thomas C Fraser, Ravi Kunjwal, Ana Belén Sainz, Elie Wolfe et Robert W Spekkens. « Comprendre l'interaction de l'intrication et de la non-localité : motiver et développer une nouvelle branche de la théorie de l'intrication » (2020). URL : https://​/​arxiv.org/​abs/​2004.09194.
arXiv: 2004.09194

David Schmid, Denis Rosset et Francesco Buscemi. "La théorie des ressources indépendantes du type des opérations locales et de l'aléatoire partagé". Quantique 4, 262 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-04-30-262

Marco Piani. « Pilotage de canal ». JOSA B 32, A1–A7 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1364 / JOSAB.32.0000A1

Ana Belén Sainz, Matty J Hoban, Paul Skrzypczyk et Leandro Aolita. "Pilotage postquantique bipartite dans des scénarios généralisés". Lettres d'examen physique 125, 050404 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.050404

Eric G Cavalcanti, Michael JW Hall et Howard M Wiseman. "Vérification et pilotage des enchevêtrements lorsqu'on ne peut pas faire confiance à Alice et Bob". Examen physique A 87, 032306 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.032306

Denis Rosset, David Schmid et Francesco Buscemi. "Caractérisation indépendante du type de ressources séparées de type spatial". Lettres d'examen physique 125, 210402 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.210402

Iman Marvian et Robert W. Spekkens. « Comment quantifier la cohérence : Distinguer les notions dicibles et indicibles ». Examen physique A 94, 052324 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.052324

Iman Marvian, Robert W Spekkens et Paolo Zanardi. « Limites de vitesse quantiques, cohérence et asymétrie ». Examen physique A 93, 052331 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.052331

Andreas Winter et Dong Yang. « Théorie de la cohérence des ressources opérationnelles ». Lettres d'examen physique 116, 120404 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.116.120404

Fernando GSL Brandao, Michał Horodecki, Jonathan Oppenheim, Joseph M Renes et Robert W Spekkens. « Théorie des ressources des états quantiques hors équilibre thermique ». Lettres d'examen physique 111, 250404 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.250404

Paul Skrzypczyk, Anthony J Short et Sandu Popescu. « Extraction de travail et thermodynamique pour les systèmes quantiques individuels ». Communications naturelles 5, 1–8 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms5185

Dominik Janzing, Pawel Wocjan, Robert Zeier, Rubino Geiss et Th Beth. « Coût thermodynamique de la fiabilité et des basses températures : serrage du principe de Landauer et de la seconde loi ». Journal international de physique théorique 39, 2717–2753 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1026422630734

Michal Horodecki et Jonathan Oppenheim. "Limites fondamentales de la thermodynamique quantique et à l'échelle nanométrique". Communications naturelles 4, 1–6 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms3059

Gilad Gour, Markus P Müller, Varun Narasimhachar, Robert W Spekkens et Nicole Yunger Halpern. "La théorie des ressources du non-équilibre informationnel en thermodynamique". Rapports de physique 583, 1–58 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.physrep.2015.04.003

Zoë Holmes, Erick Hinds Mingo, Calvin YR Chen et Florian Mintert. "Quantification de l'athermalité et des déviations induites par le quantum par rapport aux relations de fluctuation classiques". Entropie 22, 111 (2020).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e22010111

Michael A Nielsen. "Conditions pour une classe de transformations d'intrication". Lettres d'examen physique 83, 436 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.436

Charles H Bennett, Herbert J Bernstein, Sandu Popescu et Benjamin Schumacher. « Concentration de l'enchevêtrement partiel par les opérations locales ». Examen physique A 53, 2046 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.53.2046

Yuval Rishu Sanders et Gilad Gour. "Conditions nécessaires pour les catalyseurs d'intrication". Examen physique A 79, 054302 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.054302

Francesco Buscemi. "Tous les états quantiques intriqués sont non locaux". Lettres d'examen physique 108, 200401 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.200401

David Schmid, Haoxing Du, Maryam Mudassar, Ghi Coulter-de Wit, Denis Rosset et Matty J Hoban. "Canaux de cause commune postquantiques: la théorie des ressources des opérations locales et de l'intrication partagée". Quantique 5, 419 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-03-23-419

Jonathan Barrett, Noah Linden, Serge Massar, Stefano Pironio, Sandu Popescu et David Roberts. "Les corrélations non locales en tant que ressource théorique de l'information". Revue physique A 71, 022101 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.022101

Nicolas Brunner et Paul Skrzypczyk. "Distillation de non-localité et théories postquantiques avec une complexité de communication triviale". Lettres d'examen physique 102, 160403 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.160403

Perle de Judée. "Causalité". La presse de l'Universite de Cambridge. (2009).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511803161

Christopher J Wood et Robert W Spekkens. "La leçon des algorithmes de découverte causale pour les corrélations quantiques: les explications causales des violations de l'inégalité de cloche nécessitent un réglage fin". Nouveau Journal de Physique 17, 033002 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​3/​033002

Paulo J Cavalcanti, John H Selby, Jamie Sikora, Thomas D Galley et Ana Belén Sainz. "Le pilotage post-quantique est une ressource plus forte que quantique pour le traitement de l'information". npj Quantum Information 8, 1–10 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41534-022-00574-8

Ana Belén Sainz, Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Paul Skrzypczyk et Tamás Vértesi. « Pilotage postquantique ». Lettres d'examen physique 115, 190403 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.190403

Sandu Popescu et Daniel Rohrlich. "La non-localité quantique comme axiome". Fondations de physique 24, 379-385 (1994).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02058098

Nicolas Gisin. « Dynamique quantique stochastique et relativité ». Helvetica Physica Acta 62, 363–371 (1989).
https://​/​doi.org/​10.5169/​seals-116034

Lane P Hughston, Richard Jozsa et William K Wootters. "Une classification complète des ensembles quantiques ayant une matrice de densité donnée". Lettres de physique A 183, 14–18 (1993).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0375-9601(93)90880-9

Michael A. Nielsen et Isaac L. Chuang. "Calcul quantique et information quantique: édition du 10e anniversaire". La presse de l'Universite de Cambridge. (2011).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511976667

David Schmid, Katja Ried et Robert W. Spekkens. "Pourquoi les corrélations système-environnement initiales n'impliquent pas l'échec de la positivité complète : une perspective causale". Phys. Rév. A 100, 022112 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.022112

Man-Duen Choi. "Cartes linéaires complètement positives sur des matrices complexes". Algèbre linéaire et ses applications 10, 285–290 (1975).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0024-3795(75)90075-0

Andrzej Jamiołkowski. "Transformations linéaires qui préservent la trace et la semi-définition positive des opérateurs". Rapports sur la physique mathématique 3, 275–278 (1972).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0034-4877(72)90011-0

Gus Gutoski et John Watrous. « Vers une théorie générale des jeux quantiques ». Dans Actes du trente-neuvième symposium annuel de l'ACM sur la théorie de l'informatique. Page 565. (2007).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 1250790.1250873

Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano et Paolo Perinotti. « Cadre théorique des réseaux quantiques ». Examen physique A 80, 022339 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.022339

Arthur Fin. "Variables cachées, probabilité conjointe et inégalités de Bell". Phys. Rév. Lett. 48, 291–295 (1982).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.48.291

"Matlab". URL : https:/​/​www.mathworks.com/​.
https://​/​www.mathworks.com/​

Michael Grant et Stephen Boyd. "CVX : logiciel MATLAB pour une programmation convexe disciplinée". URL : http://​/​cvxr.com/​cvx.
http://​/​cvxr.com/​cvx

Michael Grant et Stephen Boyd. "Implémentations de graphes pour les programmes convexes non lisses". Dans V. Blondel, S. Boyd et H. Kimura, éditeurs, Recent Advances in Learning and Control. Pages 95–110. Notes de cours en sciences du contrôle et de l'information. Springer-Verlag Limited (2008).

Jos F. Sturm. "Utilisation de sedumi 1.02, une boîte à outils Matlab pour l'optimisation sur cônes symétriques". Méthodes et logiciels d'optimisation 11, 625–653 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1080 / 10556789908805766

Nathaniel Johnston. "QETLAB : une boîte à outils MATLAB pour l'intrication quantique". URL : http://​/​qetlab.com.
http://​/​qetlab.com

Beata Zjawin, David Schmid, Matty J. Hoban et Ana Belén Sainz. code : beatazjawin/​Quantifying-EPR.
https://​/​github.com/​beatazjawin/​Quantifying-EPR

Daniel Cavalcanti et Paul Skrzypczyk. « Pilotage quantique : une revue axée sur la programmation semi-définie ». Rapports sur les progrès en physique 80, 024001 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1361-6633/​80/​2/​024001

Miguel Navascués, Yelena Guryanova, Matty J Hoban et Antonio Acín. « Des corrélations presque quantiques ». Communication nature 6, 1 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms7288

Marcin Pawłowski, Tomasz Paterek, Dagomir Kaszlikowski, Valerio Scarani, Andreas Winter et Marek Żukowski. « La causalité de l'information comme principe physique ». Nature 461, 1101 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature08400

Miguel Navascués et Harald Wunderlich. « Un regard au-delà du modèle quantique ». Actes de la Royal Society A : Sciences mathématiques, physiques et de l'ingénierie 466, 881 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2009.0453

Ana Belén Sainz, Tobias Fritz, Remigiusz Augusiak, J Bohr Brask, Rafael Chaves, Anthony Leverrier et Antonio Acín. "Explorer le principe d'orthogonalité locale". Examen physique A 89, 032117 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.032117

Antonio Acín, Tobias Fritz, Anthony Leverrier et Ana Belén Sainz. « Une approche combinatoire de la non-localité et de la contextualité ». Communications en physique mathématique 334, 533-628 (2015).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-014-2260-1

Joe Henson et Ana Belen Sainz. "La non-contextualité macroscopique comme principe des corrélations quasi-quantiques". Examen physique A 91, 042114 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.042114

John F Clauser, Michael A Horne, Abner Shimony et Richard A Holt. « Expérience proposée pour tester les théories locales à variables cachées ». Lettres d'examen physique 23, 880 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.23.880

Matty J Hoban et Ana Belén Sainz. "Un cadre basé sur les canaux pour le pilotage, non local et au-delà". Nouveau Journal de Physique 20, 053048 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aabea8

Michał Banacki, Ravishankar Ramanathan et Paweł Horodecki. « Assemblages de canaux multipartites » (2022). URL : https://​/​arxiv.org/​pdf/​2205.05033.pdf.
https: / / arxiv.org/ pdf / 2205.05033.pdf

Miguel Navascués, Stefano Pironio et Antonio Acín. « Limiter l'ensemble des corrélations quantiques ». Lettres d'examen physique 98, 010401 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.010401

Miguel Navascués, Stefano Pironio et Antonio Acín. « Une hiérarchie convergente de programmes semi-définis caractérisant l'ensemble des corrélations quantiques ». Nouveau Journal de Physique 10, 073013 (2008).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​10/​7/​073013

Tilo Eggeling, Dirk Schlingemann et Reinhard F. Werner. « Les opérations semi-causales sont semi-localisables ». EPL (Lettres Europhysiques) 57, 782 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1209 / epl / i2002-00579-4

Cité par

Cet article est publié dans Quantum sous le Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) Licence. Le droit d'auteur reste la propriété des détenteurs d'origine tels que les auteurs ou leurs institutions.

Horodatage:

Plus de Journal quantique