Klassiske simuleringer av kommunikasjonskanaler PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Klassiske simuleringer av kommunikasjonskanaler

Péter E. Frenkel

Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/C, Budapest, 1117 Ungarn
Rényi Institute, Budapest, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Ungarn

Finn dette papiret interessant eller vil diskutere? Scite eller legg igjen en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Vi undersøker om visse ikke-klassiske kommunikasjonskanaler kan simuleres av en klassisk kanal med et gitt antall tilstander og en gitt 'mengde' støy. Det er bevist at enhver støyende kvantekanal kan simuleres av en tilsvarende klassisk kanal med 'samme mengde' støy. Klassiske simuleringer av generelle probabilistiske kanaler studeres også.

En kommunikasjonsprotokoll med $l$ mulige innganger og $k$ mulige utganger kan beskrives med en overgangsmatrise $A=(a_{ij})i [0,1]^{ktimes l}$, der $a_{ij} $ er den betingede sannsynligheten for utgang $i$ hvis inngangen er $j$. Dette er en stokastisk matrise, dvs. alle oppføringer er ikke-negative og hver kolonne summerer til 1: for alle $j$ har vi $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. En kommunikasjonskanal kan beskrives av settet med overgangsmatriser som den gir. Kanal Q kan simuleres av kanal C hvis alle overgangsmatriser gitt av Q er konvekse kombinasjoner av overgangsmatriser gitt av C. Slike konvekse kombinasjoner forekommer naturlig i informasjonsteori; de tilsvarer at avsender og mottaker har tilgang til (ubegrenset) delt tilfeldighet. Relasjonen 'kan simuleres av' er åpenbart refleksiv og transitiv. To kanaler er ekvivalente hvis hver kan simuleres av den andre.

Det er lett å se at den klassiske kanalen med $n$-tilstander kan simuleres av kvantekanalen på nivå $n$. Ved et teorem fra Weiner og den nåværende forfatteren, gjelder det motsatte også. Denne artikkelen handler om varianter av dette teoremet for generelle sannsynlighetskanaler og for støyende kvantekanaler. Vi diskuterer også støyfrie klassiske simuleringer av støyende kanaler, og presenterer et åpent problem som tentativt knytter klassiske simuleringer av kvantekanaler til den mer tradisjonelle måten å sammenligne effektiviteten til klassisk og kvantekommunikasjon, som involverer von Neumann-entropi, gjensidig informasjon og Holevos ulikhet.

► BibTeX-data

► Referanser

[1] RB Bapat: Blandede diskriminanter av positive semidefinite matriser. Lineær 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 og Vlatko Vedral: No-Hypersignaling Principle, Phys. Rev. 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: Certifying the Classical Simulation Cost of a Quantum Channel, Phys. Rev. Research 3, 043073. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel og M. Weiner: Klassisk informasjonslagring i et kvantesystem på $n$-nivå, 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: Bounds for the Quantum of Information Transmitted by a Quantum Communication Channel, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3–11; Problemer informere. Transmission, 9:3 (1973), 177–183.

[6] L. Lovász og MD Plummer: Matching Theory. Nord-Holland, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Informasjonsindusert asymmetri av statsrom med tanke på generelle sannsynlighetsteorier, https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Sitert av

[1] Péter E. Frenkel og Mihály Weiner, "Om sammenfiltringshjelp til en lydløs klassisk kanal", arxiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, "Målingssimulerbarhet og inkompatibilitet i kvanteteori og andre operasjonsteorier", arxiv: 2106.03588.

Sitatene ovenfor er fra SAO / NASA ADS (sist oppdatert vellykket 2022-07-24 14:10:15). Listen kan være ufullstendig fordi ikke alle utgivere gir passende og fullstendige sitasjonsdata.

On Crossrefs siterte tjeneste ingen data om sitering av verk ble funnet (siste forsøk 2022-07-24 14:10:13).

Tidstempel:

Mer fra Kvantejournal