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Simulations classiques des canaux de communication

Péter E. Frenkel

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

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Abstract

Nous étudions si certains canaux de communication non classiques peuvent être simulés par un canal classique avec un nombre donné d'états et une « quantité » de bruit donnée. Il est prouvé que tout canal quantique bruité peut être simulé par un canal classique correspondant avec "la même quantité" de bruit. Des simulations classiques de canaux probabilistes généraux sont également étudiées.

Un protocole de communication avec $l$ entrées possibles et $k$ sorties possibles peut être décrit par une matrice de transition $A=(a_{ij})in [0,1]^{kfois l}$, où $a_{ij} $ est la probabilité conditionnelle de la sortie $i$ si l'entrée est $j$. Il s'agit d'une matrice stochastique, c'est-à-dire que toutes les entrées sont non négatives et que chaque colonne totalise 1 : pour tous les $j$, nous avons $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Un canal de communication peut être décrit par l'ensemble des matrices de transition qu'il propose. Le canal Q peut être simulé par le canal C si toutes les matrices de transition fournies par Q sont des combinaisons convexes de matrices de transition fournies par C. De telles combinaisons convexes se produisent naturellement en théorie de l'information ; ils correspondent à l'expéditeur et au destinataire ayant accès au hasard partagé (illimité). La relation « peut être simulé par » est évidemment réflexive et transitive. Deux canaux sont équivalents si chacun peut être simulé par l'autre.

Il est facile de voir que le canal classique à $n$ états peut être simulé par le canal quantique de niveau $n$. Par un théorème de Weiner et du présent auteur, l'inverse est également vrai. Le présent article porte sur des variantes de ce théorème pour les canaux probabilistes généraux et pour les canaux quantiques bruités. Nous discutons également des simulations classiques sans bruit de canaux bruyants et présentons un problème ouvert reliant provisoirement les simulations classiques de canaux quantiques à la manière plus traditionnelle de comparer l'efficacité de la communication classique et quantique, impliquant l'entropie de von Neumann, l'information mutuelle et l'inégalité de Holevo.

► Données BibTeX

► Références

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Cité par

[1] Péter E. Frenkel et Mihály Weiner, "Sur l'assistance à l'intrication d'un canal classique silencieux", arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, « Simulabilité et incompatibilité des mesures en théorie quantique et autres théories opérationnelles », arXiv: 2106.03588.

Les citations ci-dessus proviennent de SAO / NASA ADS (dernière mise à jour réussie 2022-07-24 14:10:15). La liste peut être incomplète car tous les éditeurs ne fournissent pas de données de citation appropriées et complètes.

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