עלות התקשורת המינימלית עבור הדמיית קיוביטים סבוכים

עלות התקשורת המינימלית עבור הדמיית קיוביטים סבוכים

חותמת זמן: 24 באוקטובר 2023 10:17

מרטין ג'יי רנר1,2 ו מרקו טוליו קווינטינו3,2,1

1אוניברסיטת וינה, הפקולטה לפיזיקה, מרכז וינה למדע וטכנולוגיה קוונטית (VCQ), Boltzmanngasse 5, 1090 Vienna, אוסטריה
2המכון לאופטיקה קוונטית ומידע קוונטי (IQOQI), האקדמיה האוסטרית למדעים, בולצמאנגאסה 3, 1090 וינה, אוסטריה
3אוניברסיטת סורבון, CNRS, LIP6, F-75005 פריז, צרפת

מצא את העיתון הזה מעניין או רוצה לדון? סקייט או השאירו תגובה ב- SciRate.

תַקצִיר

אנו מנתחים את כמות התקשורת הקלאסית הנדרשת כדי לשחזר את הסטטיסטיקה של מדידות השלכתיות מקומיות על זוג כללי של קיוביטים מסובכים, $|Psi_{AB}rangle=sqrt{p} |00rangle+sqrt{1-p} |11rangle$ (עם $1/2leq p leq 1$). אנו בונים פרוטוקול קלאסי המדמה באופן מושלם מדידות השלכה מקומיות על כל זוגות הקיוביט המסובכים על ידי העברת טריט קלאסי אחד. בנוסף, כאשר $frac{2p(1-p)}{2p-1} log{left(frac{p}{1-p}right)}+2(1-p)leq1$, בערך $0.835 leq p leq 1 $, אנו מציגים פרוטוקול קלאסי שדורש רק פיסת תקשורת אחת. המודל האחרון אף מאפשר הדמיה קלאסית מושלמת עם עלות תקשורת ממוצעת שמתקרבת לאפס בגבול שבו מידת ההסתבכות מתקרבת לאפס ($p עד 1$). זה מוכיח שעלות התקשורת עבור הדמיית צמדי קיוביט מסובכים חלשים היא קטנה בהחלט מאשר עבור זו המסובכים המקסימלית.

עלות התקשורת המינימלית עבור הדמיית קיוביטים סבוכים של PlatoBlockchain Data Intelligence. חיפוש אנכי. איי.

תמונה מומלצת: $textbf{a)}$ אליס ובוב מבצעים מדידות השלכה מקומיות על זוג קיוביט סבוך $textbf{b)}$ אליס ובוב רוצים לשחזר את המתאמים הקוונטיים האלה עם משאבים קלאסיים

[תוכן מוטבע]

► נתוני BibTeX

► הפניות

[1] JS Bell, On the einstein podolsky rosen paradox, Physics Physique Fizika 1, 195–200 (1964).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195

[2] AK Ekert, קריפטוגרפיה קוונטית המבוססת על משפט הפעמון, Phys. הכומר לט. 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[3] A. Acín, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar, S. Pironio, and V. Scarani, Device-Independent Security of Quantum Cryptography against Collective Attacks, Phys. הכומר לט. 98, 230501 (2007), arXiv:quant-ph/​0702152 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
arXiv: quant-ph / 0702152

[4] S. Pironio, A. Acín, S. Massar, AB de La Giroday, DN Matsukevich, P. Maunz, S. Olmschenk, D. Hayes, L. Luo, TA Manning, and C. Monroe, מספרים אקראיים מאושרים על ידי משפט בל , Nature 464, 1021–1024 (2010), arXiv:0911.3427 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008
arXiv: 0911.3427

[5] U. Vazirani ו-T. Vidick, הפצת מפתח קוונטי ללא תלות במכשיר, Phys. הכומר לט. 113, 140501 (2014), arXiv:1210.1810 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140501
arXiv: 1210.1810

[6] I. Šupić and J. Bowles, Self-testing of quantum systems: a review, Quantum 4, 337 (2020), arXiv:1904.10042 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-09-30-337
arXiv: 1904.10042

[7] T. Maudlin, מודלים של אי-שוויון, העברת מידע ומנסרה של בל, PSA: Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association 1992, 404–417 (1992).
https://​/​doi.org/​10.1086/​psaprocbienmeetp.1992.1.192771

[8] G. Brassard, R. Cleve, and A. Tapp, עלות הדמיה מדויקת של הסתבכות קוונטית עם תקשורת קלאסית, Phys. הכומר לט. 83, 1874–1877 (1999), arXiv:quant-ph/​9901035 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.1874
arXiv: quant-ph / 9901035

[9] M. Steiner, Towards quantifying non-local information: finite-bit non-locality, Physics Letters A 270, 239–244 (2000), arXiv:quant-ph/​9902014 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(00)00315-7
arXiv: quant-ph / 9902014

[10] NJ Cerf, N. Gisin, and S. Massar, Classical Teleportation of a Quantum Bit, Phys. הכומר לט. 84, 2521–2524 (2000), arXiv:quant-ph/​9906105 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.84.2521
arXiv: quant-ph / 9906105

[11] AK Pati, מינימום ביט קלאסי להכנה ומדידה מרחוק של קיוביט, Phys. Rev. A 63, 014302 (2000), arXiv:quant-ph/​9907022 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.014302
arXiv: quant-ph / 9907022

[12] S. Massar, D. Bacon, NJ Cerf, and R. Cleve, סימולציה קלאסית של הסתבכות קוונטית ללא משתנים נסתרים מקומיים, Phys. Rev. A 63, 052305 (2001), arXiv:quant-ph/​0009088 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.052305
arXiv: quant-ph / 0009088

[13] BF Toner and D. Bacon, עלות תקשורת של סימולציה של מתאמי פעמון, Phys. הכומר לט. 91, 187904 (2003), arXiv:quant-ph/​0304076 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.187904
arXiv: quant-ph / 0304076

[14] D. בייקון ו-BF טונר, בל אי-שוויון עם תקשורת עזר, פיזי. הכומר לט. 90, 157904 (2003), arXiv:quant-ph/​0208057 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.157904
arXiv: quant-ph / 0208057

[15] J. Degorre, S. Laplante, and J. Roland, סימולציה של מתאמים קוונטיים כבעיית דגימה מבוזרת, Phys. Rev. A 72, 062314 (2005), arXiv:quant-ph/​0507120 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.062314
arXiv: quant-ph / 0507120

[16] J. Degorre, S. Laplante, and J. Roland, סימולציה קלאסית של נתונים בינאריים חסרי עקבות בכל מצב קוונטי דו-צדדי, Phys. Rev. A 75, 012309 (2007), arXiv:quant-ph/​0608064 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.012309
arXiv: quant-ph / 0608064

[17] O. Regev and B. Toner, סימולציה של מתאמים קוונטיים עם תקשורת סופית, SIAM Journal on Computing 39, 1562–1580 (2010), arXiv:0708.0827 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1137 / 080723909
arXiv: 0708.0827

[18] C. Branciard and N. Gisin, Quantifying the Nonlocality of Greenberger-Horne-Zeilinger Correlations Quantum by a Bounded Communication Simulation Protocol, Phys. הכומר לט. 107, 020401 (2011), arXiv:1102.0330 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.020401
arXiv: 1102.0330

[19] C. Branciard, N. Brunner, H. Buhrman, R. Cleve, N. Gisin, S. Portmann, D. Rosset, and M. Szegedy, Simulation Classical of Entanglement Swapping with Bounded Communication, Phys. הכומר לט. 109, 100401 (2012), arXiv:1203.0445 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.100401
arXiv: 1203.0445

[20] K. Maxwell and E. Chitambar, בל אי-שוויון עם סיוע בתקשורת, Phys. Rev. A 89, 042108 (2014), arXiv:1405.3211 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.042108
arXiv: 1405.3211

[21] G. Brassard, L. Devroye, and C. Gravel, סימולציה קלאסית מדויקת של התפלגות ה-GHz הקוונטית-מכנית, IEEE Transactions on Information Theory 62, 876–890 (2016), arXiv:1303.5942 [cs.IT].
https: / doi.org/â € ‹10.1109 / TIT.2015.2504525
arXiv: 1303.5942

[22] G. Brassard, L. Devroye, and C. Gravel, Remote Sampling with Applications to General Entanglement Simulation, Entropy 21, 92 (2019), arXiv:1807.06649 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21010092
arXiv: 1807.06649

[23] E. Zambrini Cruzeiro and N. Gisin, Bell Inequalities with One Bit of Communication, Entropy 21, 171 (2019), arXiv:1812.05107 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21020171
arXiv: 1812.05107

[24] MJ Renner, A. Tavakoli, and MT Quintino, עלות קלאסית של העברת קוביט, Phys. הכומר לט. 130, 120801 (2023), arXiv:2207.02244 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.130.120801
arXiv: 2207.02244

[25] N. Brunner, N. Gisin, and V. Scarani, Entanglement and non-locality הם משאבים שונים, New Journal of Physics 7, 88 (2005), arXiv:quant-ph/​0412109 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​7/​1/​088
arXiv: quant-ph / 0412109

[26] NJ Cerf, N. Gisin, S. Massar, and S. Popescu, Simulating Maximal Quantum Entanglement without Communication, Phys. הכומר לט. 94, 220403 (2005), arXiv:quant-ph/​0410027 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.220403
arXiv: quant-ph / 0410027

[27] PH Eberhard, רמת רקע ויעילות נגד הנדרשת לניסוי איינשטיין-פודולסקי-רוזן נטול פרצות, Phys. Rev. A 47, R747–R750 (1993).
https: / doi.org/â € ‹10.1103 / PhysRevA.47.R747

[28] A. Cabello ו-J.-Å. לארסון, יעילות זיהוי מינימלית לניסוי פעמון אטום-פוטון ללא פרצה, פיזיק. הכומר לט. 98, 220402 (2007), arXiv:quant-ph/​0701191 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.220402
arXiv: quant-ph / 0701191

[29] N. Brunner, N. Gisin, V. Scarani, and C. Simon, Detection Leople in Asymmetric Bell Experiments, Phys. הכומר לט. 98, 220403 (2007), arXiv:quant-ph/​0702130 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.220403
arXiv: quant-ph / 0702130

[30] M. Araújo, MT Quintino, D. Cavalcanti, MF Santos, A. Cabello, ו-MT Cunha, בדיקות של אי-שוויון בל עם יעילות זיהוי פוטולוגית נמוכה באופן שרירותי ומדידות הומודיין, Phys. Rev. A 86, 030101 (2012), arXiv:1112.1719 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.030101
arXiv: 1112.1719

[31] S. Kochen and EP Specker, The problem of hidden variables in quantum mechanics, Journal of Mathematics and Mechanics 17, 59–87 (1967).
http: // www.jstor.org/ stable / 24902153

[32] N. Gisin ו-B. Gisin, מודל משתנה מקומי מוסתר של מתאם קוונטי המנצל את פרצת הגילוי, Physics Letters A 260, 323–327 (1999), arXiv:quant-ph/​9905018 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(99)00519-8
arXiv: quant-ph / 9905018

[33] N. Gisin, אי השוויון של בל מתקיים עבור כל המדינות שאינן תוצר, Physics Letters A 154, 201–202 (1991).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0375-9601(91)90805-I

[34] AC Elitzur, S. Popescu, and D. Rohrlich, Nonlocality Quantum עבור כל זוג באנסמבל, Physics Letters A 162, 25–28 (1992).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0375-9601(92)90952-I

[35] J. Barrett, A. Kent, and S. Pironio, Maximally Nonlocal and Monogamous Correlations Quantum, Phys. הכומר לט. 97, 170409 (2006), arXiv:quant-ph/​0605182 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.97.170409
arXiv: quant-ph / 0605182

[36] S. Portmann, C. Branciard, and N. Gisin, תוכן מקומי של כל מצבי שני קיוביטים טהורים, Phys. Rev. A 86, 012104 (2012), arXiv:1204.2982 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.012104
arXiv: 1204.2982

[37] P. Sidajaya, A. Dewen Lim, B. Yu, and V. Scarani, Neural Network Approach to the Simulation of Entangled States with One Bit of Communication, arXiv e-prints (2023), arXiv:2305.19935 [quant-ph].
arXiv: 2305.19935

[38] N. Gisin and F. Fröwis, From Quantum Foundations to applications and back, Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series A 376, 20170326 (2018), arXiv:1802.00736 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2017.0326
arXiv: 1802.00736

[39] G. Brassard, מורכבות התקשורת הקוונטית, יסודות הפיזיקה 33, 1593–1616 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1026009100467

[40] N. Brunner, D. Cavalcanti, S. Pironio, V. Scarani, and S. Wehner, Bell nonlocality, Reviews of Modern Physics 86, 419–478 (2014), arXiv:1303.2849 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

[41] V. Scarani, תוכן מקומי ולא מקומי של מתאמים דו-צדדיים של קיוביט וקווטריט, Phys. Rev. A 77, 042112 (2008), arXiv:0712.2307 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.042112
arXiv: 0712.2307

[42] C. Branciard, N. Gisin, ו-V. Scarani, תוכן מקומי של מתאמי קיוביט דו-צדדיים, Phys. Rev. A 81, 022103 (2010), arXiv:0909.3839 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.022103
arXiv: 0909.3839

מצוטט על ידי

[1] ארמין טבאקולי, "תג המחיר הקלאסי של קיוביטים מסובכים", צפיות קוונטיות 7, 76 (2023).

[2] איסטוואן מרטון, אריקה בנה, פיטר דיוויאנסקי ותאמאס ורטסי, "לנצח פיסת תקשורת אחת עם ובלי פסאודו-טלפתיה קוונטית", arXiv: 2308.10771, (2023).

[3] פיטר Sidajaya, Aloysius Dewen Lim, Baichu Yu, Valerio Scarani, "גישת רשת עצבית לסימולציה של מדינות מסובכות עם פיסת תקשורת אחת", arXiv: 2305.19935, (2023).

הציטוטים לעיל הם מ- השירות המוזכר של קרוסרף (עודכן לאחרונה בהצלחה 2023-10-28 02:31:07) ו- מודעות SAO / NASA (עודכן לאחרונה בהצלחה 2023-10-28 02:31:08). הרשימה עשויה להיות שלמה מכיוון שלא כל בעלי האתרים מספקים נתוני ציטוט ראויים ומלאים.

מאמר זה מתפרסם בקוונטים תחת התקציב ייחוס Creative Commons 4.0 הבינלאומי (CC BY 4.0) רישיון. זכויות יוצרים נשארות עם בעלי זכויות היוצרים המקוריים כמו המחברים או מוסדותיהם.

בול זמן:

עוד מ יומן קוונטים