1Departemen Kimia Fisik, Universitas Negara Basque UPV/EHU, Apartado 644, 48080 Bilbao, Spanyol
2Pusat Quantum EHU, Universitas Negara Basque UPV/EHU
3Quantum MADS, Uribitarte Kalea 6, 48001 Bilbao, Spanyol
4Pusat Internasional Kecerdasan Buatan Kuantum untuk Sains dan Teknologi (QuArtist) dan Departemen Fisika, Universitas Shanghai, 200444 Shanghai, Tiongkok
5IKERBASQUE, Basque Foundation for Science, Plaza Euskadi 5, 48009 Bilbao, Spanyol
6Kipu Quantum, Greifswalderstrasse 226, 10405 Berlin, Jerman
7Pusat Basque untuk Matematika Terapan (BCAM), Alameda de Mazarredo 14, 48009 Bilbao, Basque Country, Spanyol
Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.
Abstrak
Kami mengusulkan sebuah protokol untuk mengkodekan bit klasik dalam statistik pengukuran observasi Pauli banyak benda, memanfaatkan korelasi kuantum untuk kode akses acak. Konteks pengukuran yang dibangun dengan observasi ini menghasilkan hasil dengan redundansi intrinsik, sesuatu yang kami eksploitasi dengan menyandikan data ke dalam serangkaian status eigen konteks yang sesuai. Hal ini memungkinkan untuk mengakses data yang dikodekan secara acak dengan sedikit sumber daya. Status eigen yang digunakan sangat terjerat dan dapat dihasilkan oleh sirkuit kuantum dengan parameter diskrit dengan kedalaman rendah. Penerapan protokol ini mencakup algoritma yang memerlukan penyimpanan data besar dengan hanya pengambilan sebagian, seperti halnya pohon keputusan. Dengan menggunakan status $n$-qubit, Kode Akses Acak Kuantum ini memiliki probabilitas keberhasilan yang lebih besar dibandingkan versi klasiknya untuk $nge 14$ dan dibandingkan Kode Akses Acak Kuantum sebelumnya untuk $n ge 16$. Selanjutnya, untuk $nge 18$, ini dapat diperkuat menjadi protokol kompresi yang hampir lossless dengan probabilitas keberhasilan $0.999$ dan rasio kompresi $O(n^2/2^n)$. Data yang dapat disimpannya setara dengan kapasitas server Google-Drive seharga $n= 44$, dan dengan solusi brute force untuk catur (apa yang harus dilakukan pada konfigurasi papan apa pun) seharga $n= 100$.
Ringkasan populer
Dalam makalah ini, kami mengusulkan penggunaan basis pengukuran yang saling bias, sehingga setiap bit muncul dalam beberapa basis pengukuran. Daripada menimbulkan kelemahan, hal ini memungkinkan kita untuk mengkodekan setiap bit menggunakan basis yang paling nyaman, sehingga menghemat sumber daya untuk sistem kuantum skala besar. Kami menggunakan observasi Pauli banyak benda untuk menyampaikan bagian-bagian kami, dan setiap rangkaian observasi perjalanan yang dapat dibuat menentukan satu basis pengukuran. Dengan menggunakan sistem qubit $n$, pendekatan ini menampilkan rasio kompresi asimtotik sebesar $O(n^2/2^n)$ dan probabilitas keberhasilan yang lebih baik daripada QRAC sebelumnya untuk $n ge 16$.
โบ data BibTeX
โบ Referensi
[1] C. E. Shannon, Teori komunikasi matematika, Jurnal teknis sistem Bell 27, 379โ423 (1948).
https: / / doi.org/ 10.1002 / j.1538-7305.1948.tb01338.x
[2] W. C. Huffman dan V. Pless, Dasar-dasar kode koreksi kesalahan (Cambridge University Press, 2012).
[3] H. Al-Bahadili, Skema kompresi data lossless baru berdasarkan koreksi kesalahan kode Hamming, Komputer & Matematika dengan Aplikasi 56, 143โ150 (2008).
https://โ/โdoi.org/โ10.1016/โj.camwa.2007.11.043
[4] A. R. Calderbank dan P. W. Shor, Ada kode koreksi kesalahan kuantum yang bagus, Phys. Pendeta A 54, 1098โ1105 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.1098
[5] A. M. Steane, Kode koreksi kesalahan dalam teori kuantum, Phys. Pendeta Lett. 77, 793โ797 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.77.793
[6] L. A. Rozema, D. H. Mahler, A. Hayat, P. S. Turner, dan A. M. Steinberg, Kompresi data kuantum dari ansambel qubit, Phys. Pendeta Lett. 113, 160504 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.160504
[7] D. Gottesman, Kelas kode koreksi kesalahan kuantum yang memenuhi ikatan kuantum Hamming, Phys. Pendeta A 54, 1862โ1868 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.1862
[8] A. Y. Kitaev, Komputasi kuantum yang toleran terhadap kesalahan oleh siapa pun, Annals of Physics 303, 2โ30 (2003).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1016/โS0003-4916(02)00018-0
[9] A. Peres, Teori kuantum: Konsep dan Metode (Springer Science & Business Media, 2006).
[10] C. H. Bennett, G. Brassard, C. Crรฉpeau, R. Jozsa, A. Peres, dan W. K. Wootters, Teleportasi keadaan kuantum yang tidak diketahui melalui saluran ganda klasik dan Einstein-Podolsky-Rosen, Phys. Pendeta Lett. 70, 1895 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895
[11] C. H. Bennett dan S. J. Wiesner, Komunikasi melalui operator satu dan dua partikel di negara bagian Einstein-Podolsky-Rosen, Phys. Pendeta Lett. 69, 2881 (1992).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.69.2881
[12] C. H. Bennett, P. W. Shor, J. A. Smolin, dan A. V. Thapliyal, Kapasitas saluran kuantum yang dibantu keterikatan dan teorema Shannon terbalik, transaksi IEEE pada Teori Informasi 48.10, 2637โ2655 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2002.802612
[13] S. Wiesner, Pengkodean konjugasi, ACM Sigact News 15(1), 78โ88 (1983).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 1008908.1008920
[14] A. Ambainis, A. Nayak, A. Ta-Shma, dan U. Vazirani, Pengkodean kuantum padat dan batas bawah untuk automata kuantum 1 arah, dalam Prosiding simposium ACM tahunan ketiga puluh satu tentang Teori Komputasi (1999) hal.376โ383.
https: / / doi.org/ 10.1145 / 301250.301347
[15] A. Ambainis, A. Nayak, A. Ta-Shma, dan U. Vazirani, Pengkodean kuantum padat dan automata terbatas kuantum, Jurnal ACM (JACM) 49(4), 496โ511 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1145 / 581771.581773
[16] M. Pawลowski dan M. ลปukowski, Kode akses acak berbantuan keterikatan, Phys. Pdt.A 81, 042326 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.042326
[17] A. Casaccino, E. F. Galvรฃo, dan S. Severini, Ekstrem fungsi dan aplikasi Wigner diskrit, Phys. Pdt.A 78, 022310 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.78.022310
[18] A. Tavakoli, A. Hameedi, B. Marques, dan M. Bourennane, Kode akses acak kuantum menggunakan sistem level-d tunggal, Phys. Pendeta Lett. 114, 170502 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.170502
[19] J. Pauwels, S. Pironio, E. Woodhead, dan A. Tavakoli, Hampir qudits dalam skenario persiapan dan pengukuran, Phys. Pendeta Lett. 129, 250504 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.129.250504
[20] W. K. Wootters, dan B. D. Fields, Penentuan keadaan optimal dengan pengukuran yang saling tidak memihak, Annals of Physics 191(2), 363โ381 (1989).
https:/โ/โdoi.org/โ10.1016/โ0003-4916(89)90322-9
[21] A. Ambainis, D. Leung, L. Mancinska, dan M. Ozols, Kode akses acak kuantum dengan keacakan bersama, arXiv 0810.2937 (2009).
https://โ/โdoi.org/โ10.48550/โarXiv.0810.2937
[22] MA Nielsen dan IL Chuang, Komputasi Quantum dan Informasi Quantum (Cambridge University Press, 2010).
[23] S. Cheng, J. Chen, dan L. Wang, Perspektif informasi untuk pemodelan probabilistik: mesin Boltzmann versus mesin Born, Entropi 20, 583 (2018).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e20080583
[24] F. Lardinois, Google drive akan mencapai satu miliar pengguna minggu ini, TechCrunch (2018).
https:/โ/โtechcrunch.com/โ2018/โ07/โ25/โgoogle-drive-will-hit-a-billion-users-this-week/โ
[25] J. Tromp, taman bermain catur John, (2010).
https://โ/โtromp.github.io/โchess/โchess.html
[26] A. Levinovitz, Misteri Go, permainan kuno yang masih belum bisa dimenangkan oleh komputer, Wired Business (2014).
https:/โ/โwww.wired.com/โ2014/โ05/โdunia-komputer-go/โ
Dikutip oleh
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.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- Sumber: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-01-13-895/
- 1
- 10
- 1040
- 11
- 1996
- 1999
- 2012
- 2014
- 2018
- 2022
- 7
- 70
- 77
- 9
- a
- ABSTRAK
- mengakses
- ACM
- afiliasi
- Alameda
- algoritma
- memungkinkan
- Kuno
- dan
- tahunan
- aplikasi
- terapan
- pendekatan
- sesuai
- buatan
- kecerdasan buatan
- terkait
- penulis
- penulis
- berdasarkan
- dasar
- Bel
- Lebih baik
- Milyar
- Bit
- papan
- lahir
- Terikat
- Istirahat
- dibangun di
- bisnis
- cambridge
- Kapasitas
- kasus
- pusat
- Saluran
- saluran
- kimia
- chen
- Cheng
- Catur
- terpilih
- kelas
- kode
- Pengkodean
- komentar
- Ruang makan besar
- Komunikasi
- bepergian
- komputasi
- komputer
- komputasi
- konsep
- konfigurasi
- konteks
- Konteks
- kontekstual
- Mudah
- hak cipta
- negara
- Daniel
- data
- keputusan
- Mendefinisikan
- Departemen
- kedalaman
- membahas
- mendorong
- setiap
- kesalahan
- Mengeksploitasi
- beberapa
- Fields
- Prinsip Dasar
- fungsi
- Fundamental
- Selanjutnya
- permainan
- ge
- dihasilkan
- GitHub
- Go
- baik
- lebih besar
- sangat
- Memukul
- pemegang
- HTML
- HTTPS
- IEEE
- gambar
- in
- memasukkan
- informasi
- sebagai gantinya
- lembaga
- Intelijen
- menarik
- Internasional
- hakiki
- IT
- jan
- JavaScript
- John
- majalah
- besar-besaran
- Meninggalkan
- leveraging
- Lisensi
- Rendah
- Mesin
- matematis
- matematika
- max-width
- pengukuran
- ukur
- Media
- metode
- Bulan
- paling
- beberapa
- saling
- Misteri
- berita
- novel
- jumlah
- ONE
- Buka
- operator
- optimal
- asli
- kertas
- perspektif
- fisik
- Fisika
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- pers
- sebelumnya
- Sebelumnya
- Prosiding
- mengusulkan
- protokol
- diterbitkan
- penerbit
- Kuantum
- kecerdasan buatan kuantum
- informasi kuantum
- pengukuran kuantum
- sistem kuantum
- qubit
- qubit
- acak
- keserampangan
- perbandingan
- referensi
- sisa
- Sumber
- membalikkan
- penghematan
- skema
- Ilmu
- Sains dan Teknologi
- set
- set
- menculik
- berbagi
- Shoro
- menampilkan
- tunggal
- So
- larutan
- sesuatu
- Negara
- Negara
- statistika
- Masih
- penyimpanan
- menyimpan
- sukses
- seperti itu
- Simposium
- sistem
- sistem
- TechCrunch
- Teknis
- Teknologi
- Grafik
- mereka
- minggu ini
- Judul
- untuk
- Transaksi
- Pohon
- bawah
- universitas
- URL
- us
- menggunakan
- Pengguna
- biasanya
- Lawan
- melalui
- visualisasi
- volume
- W
- minggu
- Apa
- yang
- akan
- menang
- X
- tahun
- Menghasilkan
- zephyrnet.dll