Klassieke simulaties van communicatiekanalen PlatoBlockchain Data Intelligence. Verticaal zoeken. Ai.

Klassieke simulaties van communicatiekanalen

Peter E. Frenkel

Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/C, Boedapest, 1117 Hongarije
Rényi Instituut, Boedapest, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Hongarije

Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.

Abstract

We onderzoeken of bepaalde niet-klassieke communicatiekanalen gesimuleerd kunnen worden door een klassiek kanaal met een bepaald aantal toestanden en een gegeven `hoeveelheid' ruis. Het is bewezen dat elk kwantumkanaal met ruis kan worden gesimuleerd door een overeenkomstig klassiek kanaal met 'dezelfde hoeveelheid' ruis. Klassieke simulaties van algemene probabilistische kanalen worden ook bestudeerd.

Een communicatieprotocol met $l$ mogelijke inputs en $k$ mogelijke outputs kan beschreven worden door een transitiematrix $A=(a_{ij})in [0,1]^{ktimes l}$, waarbij $a_{ij} $ is de voorwaardelijke kans op uitvoer $i$ als de invoer $j$ is. Dit is een stochastische matrix, dat wil zeggen, alle invoer is niet-negatief en elke kolom telt op tot 1: voor alle $j$ hebben we $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Een communicatiekanaal kan worden beschreven door de reeks overgangsmatrices die het biedt. Kanaal Q kan worden gesimuleerd door kanaal C als alle door Q geboden overgangsmatrices convexe combinaties zijn van overgangsmatrices die door C worden verschaft. Dergelijke convexe combinaties komen van nature voor in de informatietheorie; ze komen overeen met de zender en ontvanger die toegang hebben tot (onbeperkte) gedeelde willekeur. De relatie 'kan worden gesimuleerd door' is uiteraard reflexief en transitief. Twee kanalen zijn equivalent als elk door het andere kan worden gesimuleerd.

Het is gemakkelijk in te zien dat het klassieke kanaal met $n$ toestanden kan worden gesimuleerd door het kwantumkanaal van niveau $n$. Volgens een stelling van Weiner en de huidige auteur geldt het omgekeerde ook. Dit artikel gaat over varianten van deze stelling voor algemene probabilistische kanalen en voor ruisende kwantumkanalen. We bespreken ook geruisloze klassieke simulaties van ruisende kanalen, en presenteren een open probleem door klassieke simulaties van kwantumkanalen voorlopig te koppelen aan de meer traditionele manier om de efficiëntie van klassieke en kwantumcommunicatie te vergelijken, waarbij Von Neumann-entropie, wederzijdse informatie en Holevo's ongelijkheid betrokken zijn.

► BibTeX-gegevens

► Referenties

[1] RB Bapat: Gemengde discriminanten van positieve semidefinite matrices. Lineaire Algebra Appl. 126 (1989), 107-124. https:/​/​doi.org/​10.1016/​0024-3795(89)90009-8.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0024-3795(89)90009-8

[2] Michele Dall'Arno, Sarah Brandsen, Alessandro Tosini, Francesco Buscemi en Vlatko Vedral: principe zonder hypersignalering, Phys. ds. Lett. 119 (2017), 020401. https://​/​doi.org/10.1103/​PhysRevLett.119.020401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.020401

[3] Brian Doolittle, Eric Chitambar: Certificering van de klassieke simulatiekosten van een kwantumkanaal, Phys. Rev. Research 3, 043073. https:/​/​doi.org/10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel en M. Weiner: klassieke informatieopslag in een kwantumsysteem op $ n$-niveau, Communications in Mathematical Physics 340 (2015), 563-574. https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-015-2463-0.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-015-2463-0

[5] AS Holevo: Grenzen voor de hoeveelheid informatie die wordt verzonden door een kwantumcommunicatiekanaal, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3-11; Problemen Informeer. Transmissie, 9:3 (1973), 177-183.

[6] L. Lovász en MD Plummer: Matching Theory. Noord-Holland, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Informatie-geïnduceerde asymmetrie van toestandsruimte in het licht van algemene probabilistische theorieën, https:/​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https:/​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Geciteerd door

[1] Péter E. Frenkel en Mihály Weiner, "Over verstrikkingshulp aan een geruisloos klassiek kanaal", arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, "Meetsimulatie en incompatibiliteit in de kwantumtheorie en andere operationele theorieën", arXiv: 2106.03588.

Bovenstaande citaten zijn afkomstig van SAO / NASA ADS (laatst bijgewerkt met succes 2022-07-24 14:10:15). De lijst is mogelijk onvolledig omdat niet alle uitgevers geschikte en volledige citatiegegevens verstrekken.

On De door Crossref geciteerde service er zijn geen gegevens gevonden over het citeren van werken (laatste poging 2022-07-24 14:10:13).

Tijdstempel:

Meer van Quantum Journaal