단일 양자 시스템의 양자 초고밀도 코딩 및 통신 이점에 대한 고전적 유사체

단일 양자 시스템의 양자 초고밀도 코딩 및 통신 이점에 대한 고전적 유사체

타임 스탬프 : 9 년 2024 월 9 일 오전 18:XNUMX

람 크리슈나 파트라1, 사힐 고팔크리슈나 나익1, 에드윈 피터 로보2, 삼랏 센1, 타말 구하3, 일부 상카르 바타차랴4, 미르 알리무딘1, 마닉 바닉1

1복잡계 물리학과, SN Bose 국립 기초 과학 센터, Block JD, Sector III, Salt Lake, Kolkata 700106, India.
2Laboratoire d'Information Quantique, Université libre de Bruxelles(ULB), Av. FD Roosevelt 50, 1050 브뤼셀, 벨기에
3홍콩 Pokfulam Road에 있는 홍콩 대학교 컴퓨터 공학과.
4양자 기술 이론 국제 센터, 그단스크 대학, Wita Stwosza 63, 80-308 그단스크, 폴란드.

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추상

우리는 송신자와 수신자 사이에 공유되는 양자적 또는 고전적 상관관계가 부족하지 않은 상태에서 통신 채널의 유용성을 분석합니다. 이를 위해 우리는 일종의 쌍방 통신 게임을 제안하고, 송신자에서 수신자까지 소음이 없는 $1$ 비트 클래식 채널이 주어지면 게임에서 승리할 수 없음을 보여줍니다. 흥미롭게도 채널이 고전적인 공유 무작위성을 지원하면 목표를 완벽하게 달성할 수 있습니다. 이는 사전 공유 얽힘이 완벽한 양자 통신 회선의 통신 유틸리티를 향상시킬 수 있는 양자 초고밀도 코딩 현상과 유사한 이점과 유사합니다. 놀랍게도 우리는 고전적인 공유 무작위성의 도움 없이 큐비트 통신이 목표를 달성할 수 있으며 따라서 가장 간단한 통신 시나리오에서 새로운 양자 이점을 확립한다는 것을 보여줍니다. 이 이점의 더 깊은 기원을 추구하면서, 우리는 유리한 양자 전략이 송신자의 인코딩 단계와 수신자의 디코딩 단계 모두에서 양자 간섭을 유발해야 함을 보여줍니다. 우리는 또한 대칭 다각형 상태 공간으로 설명되는 비고전적 장난감 시스템 클래스의 통신 유틸리티를 연구합니다. 우리는 $1$-bit의 고전적 통신이나 다각형 시스템의 통신으로는 달성할 수 없는 통신 작업을 제시하는 반면, $1$-qubit 통신은 완벽한 전략을 산출하여 양자 이점을 확립합니다. 이를 위해 우리는 불완전한 인코딩-디코딩에 대해 양자 이점이 강력하여 현재 사용 가능한 양자 기술로 프로토콜을 구현할 수 있음을 보여줍니다.

단일 양자 시스템 PlatoBlockchain Data Intelligence의 양자 초고밀도 코딩 및 통신 이점에 대한 고전적 아날로그입니다. 수직 검색. 일체 포함.

주요 이미지: $mathbb{H}^1(gamma_2,gamma_3,gamma_1)$ 게임의 매개변수 공간($gamma_3+gamma_1+gamma_2=3$ 평면). 주황색 음영 영역은 ($mathrm{h}1^prime)$ 및 ($mathrm{h}2^prime)$ 조건이 거기에서 선택된 매개변수 값에 대해 충족될 수 없기 때문에 비물리적 게임입니다. 녹색 음영 영역(폴리토프)은 $1$ 비트의 공유 무작위성을 갖는 상관 전략을 사용하여 승리할 수 있는 모든 게임입니다. 녹색 폴리토프의 경계, 즉 $gamma_i=0~mbox{and}~2/3,~mbox{for}~iin{1,2,3}$는 고전적인 혼합 전략으로 승리할 수 있는 유일한 게임입니다.

인기 요약

다양한 일상생활 경험에서 두 사건 사이의 직접적인 인과관계는 다른 두 사건 모두에 영향을 미치는 제3의 사건을 통해 증폭될 수 있다. 마찬가지로, 정보 전송 영역 내에서 양자 초고밀도 코딩은 의사소통 능력이 없는 공유 양자 상관관계가 양자 채널의 고전적인 의사소통 효율성을 증대시키는 선구적인 예입니다. 본 연구는 고전적 상관관계와 고전적 의사소통 채널을 포함하는 병행 발생을 보여줍니다. 구체적으로, 이는 고전적인 통신의 한 비트만으로는 파악하기 어려운 통신 작업의 예를 제시하지만 비트 채널이 고전적인 상관 관계의 도움을 받으면 완벽하게 수행될 수 있습니다. 흥미롭게도 최적의 작업 성능은 공유 상관관계의 도움 없이 2단계 양자 시스템의 전송을 통해 달성됩니다. 이러한 발견은 한편으로는 새로운 양자적 이점을 확립하고 다른 한편으로는 다양한 고전적 통신 작업에서 무료 고전적 상관 관계 공유에 대한 가정을 재평가해야 할 필요성을 강조합니다.

► BibTeX 데이터

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위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2024-04-10 01:19:31). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

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