Trasmissione di informazioni con canali di cancellazione quantistica variabile continua

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Changchun Zhong, Changhun Oh e Liang Jiang

Pritzker School of Molecular Engineering, Università di Chicago, Chicago, IL 60637, USA

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La capacità quantistica, come cifra chiave di merito per un dato canale quantistico, limita superiore la capacità del canale di trasmettere informazioni quantistiche. Identificare diversi tipi di canali, valutare la corrispondente capacità quantistica e trovare lo schema di codifica che si avvicina alla capacità sono i compiti principali della teoria della comunicazione quantistica. Il canale quantistico nelle variabili discrete è stato ampiamente discusso sulla base di vari modelli di errore, mentre il modello di errore nel canale delle variabili continue è stato meno studiato a causa del problema di dimensione infinita. In questo articolo, indaghiamo un canale di cancellazione quantistica variabile continua generale. Definendo un sottospazio effettivo del sistema a variabile continua, troviamo un modello di codifica casuale a variabile continua. Deriviamo quindi la capacità quantistica del canale di cancellazione a variabile continua nel quadro della teoria del disaccoppiamento. La discussione in questo articolo colma la lacuna di un canale di cancellazione quantistica in un contesto variabile continua e fa luce sulla comprensione di altri tipi di canali quantistici variabili continui.

► dati BibTeX

@article{Zhong2023information, doi = {10.22331/q-2023-03-06-939}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-06-939}, titolo = {Trasmissione delle informazioni con canali di cancellazione quantistica a variabile continua}, autore = {Zhong, Changchun e Oh, Changhun e Jiang, Liang}, rivista = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, editore = {{Verein zur F{"{ o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, pagine = {939}, mese = mar, anno = {2023} }

► Riferimenti

, M. Hayashi, S. Ishizaka, A. Kawachi, G. Kimura e T. Ogawa, Introduzione alla scienza dell'informazione quantistica (Springer, 2014).
https://doi.org/10.1007/978-3-662-43502-1

, J. Watrous, La teoria dell'informazione quantistica (Cambridge University Press, 2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142 mila

, L. Gyongyosi, S. Imre e H. V. Nguyen, Un sondaggio sulle capacità dei canali quantistici, IEEE Communications Surveys & Tutorials 20, 1149 (2018).
https:///doi.org/10.1109/COMST.2017.2786748

, C. H. Bennett e P. W. Shor, Teoria dell'informazione quantistica, transazioni IEEE sulla teoria dell'informazione 44, 2724 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.720553 mila

, P. Busch, P. Lahti, J.-P. Pellonpää e K. Ylinen, Misurazione quantistica, vol. 23 (Springer, 2016).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-43389-9

, A. S. Holevo, La capacità del canale quantistico con stati generali del segnale, IEEE Transactions on Information Theory 44, 269 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.651037 mila

, H. Barnum, M. A. Nielsen e B. Schumacher, Trasmissione di informazioni attraverso un canale quantistico rumoroso, Phys. Rev. A 57, 4153 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.4153

, S. Lloyd, Capacità del canale quantistico rumoroso, Phys. Rev. A 55, 1613 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.1613

, J. Eisert e M. M. Wolf, Canali quantistici gaussiani, prestampa arXiv quant-ph/0505151 (2005).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/0505151
arXiv: Quant-ph / 0505151

, I. Devetak e P. W. Shor, La capacità di un canale quantistico per la trasmissione simultanea di informazioni classiche e quantistiche, Communications in Mathematical Physics 256, 287 (2005).
https://doi.org/10.1007/s00220-005-1317-6

, A. S. Holevo, Sistemi quantistici, canali, informazioni, in Sistemi quantistici, canali, informazioni (de Gruyter, 2019).
https: / / doi.org/ 10.1515 / 9783110273403 mila

, M. Rosati, A. Mari e V. Giovannetti, Narrow bounds for the quantum capacità degli attenuatori termici, Nature communications 9, 1 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-06848-0

, K. Sharma, M. M. Wilde, S. Adhikari e M. Takeoka, Bounding the power-constrained quantum and private Capability of Phase-insensitive bosonic gaussian channel, New Journal of Physics 20, 063025 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aac11a

, K. Jeong, Y. Lim, J. Kim e S. Lee, Nuovi limiti superiori sulla capacità quantistica per attenuatore e amplificatore generale, in Atti della conferenza AIP, vol. 2241 (AIP Publishing LLC, 2020) pag. 020017.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0011402 mila

, M. Grassl, T. Beth e T. Pellizzari, Codici per il canale di cancellazione quantistica, Phys. Rev. A 56, 33 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.56.33

, C. H. Bennett, D. P. DiVincenzo e J. A. Smolin, Capacità dei canali di cancellazione quantistica, Phys. Rev. Lett. 78, 3217 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.3217

, S. L. Braunstein e P. Van Loock, Informazioni quantistiche con variabili continue, Reviews of Modern Physics 77, 513 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.77.513

, C. Weedbrook, S. Pirandola, R. García-Patrón, N. J. Cerf, T. C. Ralph, J. H. Shapiro e S. Lloyd, Informazioni quantistiche gaussiane, Reviews of Modern Physics 84, 621 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621

, D. Gottesman, A. Kitaev e J. Preskill, Encoding a qubit in an oscillator, Physical Review A 64, 012310 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310

, W.-L. Ma, S. Puri, R. J. Schoelkopf, M. H. Devoret, S. Girvin e L. Jiang, Controllo quantistico dei modi bosonici con circuiti superconduttori, Science Bulletin 66, 1789 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.scib.2021.05.024

, J. Niset, U. L. Andersen e N. J. Cerf, Codice di correzione della cancellazione quantistica sperimentalmente fattibile per variabili continue, Phys. Rev. Lett. 101, 130503 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.130503

, J. S. Sidhu, S. K. Joshi, M. Gündoğan, T. Brougham, D. Lowndes, L. Mazzarella, M. Krutzik, S. Mohapatra, D. Dequal, G. Vallone, et al., Advances in space quantum communications, IET Quantum Comunicazione 2, 182 (2021).
https:///doi.org/10.1049/qtc2.12015

, R. Klesse, Correzione approssimata dell'errore quantistico, codici casuali e capacità del canale quantistico, Phys. Rev.A75, 062315 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.062315

, P. Hayden, M. Horodecki, A. Winter e J. Yard, Un approccio di disaccoppiamento alla capacità quantistica, Open Systems & Information Dynamics 15, 7 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S1230161208000043

, P. Hayden e J. Preskill, Buchi neri come specchi: informazioni quantistiche in sottosistemi casuali, Journal of high Energy Physics 2007, 120 (2007).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2007/09/120

, Q. Zhuang, T. Schuster, B. Yoshida e N. Y. Yao, Scrambling e complessità nello spazio delle fasi, Phys. Rev. A 99, 062334 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062334

, M. Fukuda e R. Koenig, Tipico entanglement per stati gaussiani, Journal of Mathematical Physics 60, 112203 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5119950 mila

, Vedere l'appendice per una breve rassegna dei calcoli per il disaccoppiamento della variabile discreta con qualsiasi dimensione finita.

, V. Paulsen, Mappe completamente limitate e algebre di operatori, 78 (Cambridge University Press, 2002).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511546631

, B. Schumacher e M. A. Nielsen, Elaborazione dei dati quantistici e correzione degli errori, Phys. Rev. A 54, 2629 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.2629

, B. Schumacher e MD Westmoreland, Correzione dell'errore quantistico approssimativo, Quantum Information Processing 1, 5 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1019653202562 millions

, F. Dupuis, L'approccio di disaccoppiamento alla teoria dell'informazione quantistica, prestampa di arXiv arXiv:1004.1641 (2010).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1004.1641
arXiv: 1004.1641

, M. Horodecki, J. Oppenheim e A. Winter, Quantum state merging and negative information, Communications in Mathematical Physics 269, 107 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-006-0118-x

, S. Choi, Y. Bao, X.-L. Qi ed E. Altman, Correzione dell'errore quantistico nella dinamica di scrambling e transizione di fase indotta dalla misurazione, Phys. Rev. Lett. 125, 030505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.030505

, B. Zhang e Q. Zhuang, Formazione di entanglement in reti quantistiche casuali a variabile continua, npj Quantum Information 7, 1 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00370-w

, Un disegno unitario è un sottoinsieme del gruppo unitario in cui le medie campionarie di alcuni polinomi sull'insieme corrispondono a quelle dell'intero gruppo unitario.

, CE Shannon, Una teoria matematica della comunicazione, The Bell system Technical Journal 27, 379 (1948).
https: / / doi.org/ 10.1002 / j.1538-7305.1948.tb01338.x

, MM Wilde, Teoria dell'informazione quantistica (Cambridge University Press, 2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316809976 mila

, B. Collins e P. Śniady, Integrazione rispetto alla misura di haar sul gruppo unitario, ortogonale e simplettico, Communications in Mathematical Physics 264, 773 (2006).
https://doi.org/10.1007/s00220-006-1554-3

, V. V. Albert, K. Noh, K. Duivenvoorden, D. J. Young, R. T. Brierley, P. Reinhold, C. Vuillot, L. Li, C. Shen, S. M. Girvin, B. M. Terhal e L. Jiang, Performance e struttura del singolo- codici bosonici modalità, Phys. Rev. A 97, 032346 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032346

, K. Brádler e C. Adami, Buchi neri come canali gaussiani bosonici, Phys. Rev. D 92, 025030 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.92.025030

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