Transformasi dalam jaringan kuantum melalui operasi lokal dibantu oleh banyak putaran komunikasi klasik

Transformasi dalam jaringan kuantum melalui operasi lokal dibantu oleh banyak putaran komunikasi klasik

Stempel Waktu: 14 Maret 2024 11

Cornelia Spee1,2 dan Tristan Kraft1,3

1Institut Fisika Teoritis, Universitas Innsbruck, Technikerstraße 21A, 6020 Innsbruck, Austria
2Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Akademi Ilmu Pengetahuan Austria, Boltzmanngasse 3, 1090 Wina, Austria
3Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Universität Siegen, Walter-Flex-Straße 3, 57068 Siegen, Jerman

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Kemajuan terkini telah menghasilkan prototipe pertama jaringan kuantum di mana keterjeratan didistribusikan oleh sumber-sumber yang menghasilkan keadaan terjerat bipartit. Hal ini menimbulkan pertanyaan tentang keadaan mana yang dapat dihasilkan dalam jaringan kuantum berdasarkan sumber bipartit menggunakan operasi lokal dan komunikasi klasik. Dalam karya ini, kami mempelajari transformasi keadaan dalam operasi lokal putaran terbatas dan komunikasi klasik (LOCC) dalam jaringan berdasarkan keadaan dua qubit yang terjerat secara maksimal. Pertama-tama kita memperoleh kesimetrian untuk struktur jaringan yang berubah-ubah, karena kesimetrian ini menentukan transformasi mana yang mungkin dilakukan. Kemudian, kami menunjukkan bahwa berbeda dengan grafik pohon, yang mana telah ditunjukkan bahwa keadaan apa pun dalam kelas keterjeratan yang sama dapat dicapai, terdapat keadaan yang dapat dicapai secara probabilistik tetapi tidak secara deterministik jika jaringan tersebut memuat sebuah siklus. Selain itu, kami menyediakan cara sistematis untuk menentukan status yang tidak dapat dijangkau dalam jaringan yang terdiri dari sebuah siklus. Selain itu, kami memberikan karakterisasi lengkap dari keadaan yang dapat dicapai dalam jaringan siklus dengan protokol di mana masing-masing pihak hanya mengukur satu kali, dan setiap langkah protokol menghasilkan transformasi deterministik. Akhirnya, kami menyajikan contoh yang tidak dapat dicapai dengan protokol sederhana, dan, sejauh pengetahuan kami, merupakan contoh pertama transformasi LOCC di antara negara-negara yang sepenuhnya terjerat yang memerlukan tiga putaran komunikasi klasik.

Transformasi dalam jaringan kuantum melalui operasi lokal dibantu oleh banyak putaran komunikasi klasik PlatoBlockchain Data Intelligence. Pencarian Vertikal. Ai.

Gambar unggulan: Protokol LOCC putaran terbatas dalam jaringan siklus yang mengubah keadaan awal $|Phi^+rangle^{otimes 5}$ menjadi keadaan target $h |Psirangle$.

► data BibTeX

► Referensi

[1] HJ Kimble, Alam 453, 1023 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature07127

[2] S. Wehner, D. Elkouss dan R. Hanson, Sains 362, 9288 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aam9288

[3] JI Cirac, P. Zoller, HJ Kimble, dan H. Mabuchi, Phys. Pendeta Lett. 78, 3221 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.3221

[4] L.-M. Duan dan C. Monroe, Pendeta Mod. Fis. 82, 1209 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.1209

[5] A. Reiserer dan G. Rempe, Pdt. Mod. Fis. 87,1379 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.87.1379

[6] L.-M. Duan, MD Lukin, JI Cirac, P. Zoller, Alam 414, 413 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35106500

[7] JI Cirac, AK Ekert, SF Huelga, dan C. Macchiavello, Phys. Pendeta A 59, 4249 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.59.4249

[8] TP Spiller, K. Nemoto, SL Braunstein, WJ Munro, P. van Loock, dan GJ Milburn, New J. Phys. 8, 30 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​8/​2/​030

[9] K. Azuma, S. Bäuml, T. Coopmans, D. Elkouss, B. Li, AVS Quantum Sci. 3, 014101 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0024062

[10] N. Gisin, J.-D. Bancal, Y. Cai, P. Remy, A. Tavakoli, E. Zambrini Cruzeiro, S. Popescu, N. Brunner, Nat. Komunitas. 11, 2378 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16137-4

[11] T. Kraft, S. Designolle, C. Ritz, N.Brunner, O. Gühne, dan M. Huber, Phys. Pdt.A.103, L060401 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.103.L060401

[12] M. Navascués, E. Wolfe, D. Rosset, dan A. Pozas-Kerstjens, Phys. Pendeta Lett. 125, 240505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.240505

[13] M.-X. Luo, Adv. Teknologi Kuantum., 2000123 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000123

[14] J.Åberg, R. Nery, C. Duarte, R. Chaves, Phys. Pendeta Lett. 125, 110505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.110505

[15] T. Kraft, C. Spee, X.-D. Yu, dan O. Gühne, Phys. Pdt.A 103, 052405 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.052405

[16] K. Hansenne, Z.-P. Xu, T. Kraft, dan O. Gühne, Nat. Komunitas. 13, 496 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-022-28006-3

[17] CH Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres, dan WK Wootters, Phys. Pdt. Lett. 70, 1895 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895

[18] A. Acín, J. Cirac, M. Lewenstein, Fisika Alam 3, 256 (2007).
https://​/​doi.org/​10.1038/​nphys549

[19] MA Nielsen, Phys. Pdt. Lett. 83, 436 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.436

[20] W. Dür, G. Vidal, dan JI Cirac, Phys. Pdt.A 62,062314 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.062314

[21] F. Verstraete, J. Dehaene, B. De Moor, dan H. Verschelde, Phys. Pdt.A 65, 052112 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.052112

[22] MJ Donald, M. Horodecki, dan O. Rudolph, J. Math. Fis. 43, 4252 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1495917

[23] E. Chitambar, Phys. Pdt. Lett. 107, 190502 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.190502

[24] E. Chitambar, W. Cui, dan H.-K-. Dengar, Fis. Pendeta Lett. 108, 240504 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.240504

[25] E. Chitambar, D. Leung, L. Mancinska, M. Ozols, A. Winter, Commun. Matematika. Fis. 328, 303 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-014-1953-9

[26] SM Cohen, Fis. Pendeta Lett. 118, 020501 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.020501

[27] S. Turgut, Y. Gül, dan NK Pak, Phys. Pdt.A 81, 012317 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.012317

[28] S. Kintas dan S. Turgut, J. Matematika. Fis. 51, 092202 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.3481573

[29] C. Spee, JI de Vicente, D. Sauerwein, B. Kraus, Phys. Pendeta Lett. 118, 040503 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.040503

[30] JI de Vicente, C. Spee, D. Sauerwein, B. Kraus, Fisika. Pdt.A 95, 012323 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.012323

[31] JI de Vicente, C. Spee, dan B. Kraus, Phys. Pdt. Lett. 111, 110502 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.110502

[32] K. Schwaiger, D. Sauerwein, M. Cuquet, JI de Vicente, B. Kraus, Phys. Pendeta Lett. 115, 150502 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.150502

[33] C. Spee, JI de Vicente, B. Kraus, J. Matematika. Fis. 57, 052201 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4946895

[34] M. Hebenstreit, C. Spee, dan B. Kraus, Phys. Pdt.A 93, 012339 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.012339

[35] H. Yamasaki, A. Soeda, dan M. Murao, Phys. Pdt.A 96, 032330 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.032330

[36] M. Hebenstreit, M. Englbrecht, C. Spee, JI de Vicente, dan B. Kraus, New J. Phys. 23, 033046 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / abe60c

[37] G. Gour dan NR Wallach, J. Phys Baru. 13, 073013 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​7/​073013

[38] G Gour dan NR Wallach, J. Phys Baru. 21, 109502 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab4c88

[39] D. Sauerwein, A. Molnar, JI Cirac, dan B. Kraus, Phys. Pdt. Lett. 123, 170504 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.170504

[40] M. Hebenstreit, C. Spee, NKH Li, B. Kraus, JI de Vicente, Phys. Pdt.A 105, 032458 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.032458

[41] F. Verstraete, J. Dehaene, dan B. De Moor, Phys. Pendeta A 64, 010101(kanan) (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.010101

[42] H.-K. Lo dan S. Popescu, Fis. Pdt.A, 63, 022301 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.022301

Dikutip oleh

[1] Kiara Hansenne, Zhen-Peng Xu, Tristan Kraft, dan Otfried Gühne, "Simetri dalam jaringan kuantum mengarah pada teorema no-go untuk distribusi keterikatan dan teknik verifikasi", Komunikasi Alam 13, 496 (2022).

[2] Patricia Contreras-Tejada, Carlos Palazuelos, dan Julio I. de Vicente, “Kelangsungan Hidup Asimptotik dari Keterikatan Multipartit Asli dalam Jaringan Kuantum Bising Tergantung pada Topologi”, Review Fisik Surat 128 22, 220501 (2022).

[3] Nicky Kai Hong Li, Cornelia Spee, Martin Hebenstreit, Julio I. de Vicente, dan Barbara Kraus, “Mengidentifikasi keluarga negara multipartit dengan transformasi keterikatan lokal non-trivial”, Kuantum 8, 1270 (2024).

[4] Owidiusz Makuta, Laurens T. Ligthart, dan Remigiusz Augusiak, “Tidak ada keadaan grafik yang dapat disiapkan dalam jaringan kuantum dengan sumber bipartit dan tanpa komunikasi klasik”, npj Informasi Quantum 9, 117 (2023).

[5] Simon Morelli, David Sauerwein, Michalis Skotiniotis, dan Nicolai Friis, “Distribusi keterjeratan berbantuan metrologi dalam jaringan kuantum yang bising”, Kuantum 6, 722 (2022).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2024-03-15 03:31:06). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2024-03-15 03:31:05).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum