Transformasjoner i kvantenettverk via lokale operasjoner assistert av endelig mange runder med klassisk kommunikasjon

Transformasjoner i kvantenettverk via lokale operasjoner assistert av endelig mange runder med klassisk kommunikasjon

Tidsstempel: 14. mars 2024 11:22

Cornelia Spee1,2 og Tristan Kraft1,3

1Institutt for teoretisk fysikk, Universitetet i Innsbruck, Technikerstraße 21A, 6020 Innsbruck, Østerrike
2Institutt for kvanteoptikk og kvanteinformasjon (IQOQI), Østerrikes vitenskapsakademi, Boltzmanngasse 3, 1090 Wien, Østerrike
3Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Universität Siegen, Walter-Flex-Straße 3, 57068 Siegen, Tyskland

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

Abstrakt

Nylige fremskritt har ført til første prototyper av kvantenettverk der sammenfiltring er distribuert av kilder som produserer todelte sammenfiltrede stater. Dette reiser spørsmålet om hvilke stater som kan genereres i kvantenettverk basert på todelte kilder ved bruk av lokale operasjoner og klassisk kommunikasjon. I dette arbeidet studerer vi tilstandstransformasjoner under endelige runder med lokale operasjoner og klassisk kommunikasjon (LOCC) i nettverk basert på maksimalt sammenfiltrede to-qubit-tilstander. Vi utleder først symmetriene for vilkårlige nettverksstrukturer, da disse bestemmer hvilke transformasjoner som er mulige. Deretter viser vi at i motsetning til tregrafer, hvor det allerede er vist at enhver tilstand innenfor samme sammenfiltringsklasse kan nås, eksisterer det tilstander som kan nås sannsynlig, men ikke deterministisk hvis nettverket inneholder en syklus. Videre tilbyr vi en systematisk måte å bestemme tilstander som ikke er tilgjengelige i nettverk som består av en syklus. Dessuten gir vi en fullstendig karakterisering av tilstandene som kan nås i et syklusnettverk med en protokoll der hver part kun måler én gang, og hvert trinn i protokollen resulterer i en deterministisk transformasjon. Til slutt presenterer vi et eksempel som ikke kan nås med en så enkel protokoll, og utgjør, så vidt vi vet, det første eksemplet på en LOCC-transformasjon blant fullstendig sammenfiltrede stater som krever tre runder med klassisk kommunikasjon.

Transformasjoner i kvantenettverk via lokale operasjoner assistert av endelig mange runder med klassisk kommunikasjon PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Utvalgt bilde: En endelig rund LOCC-protokoll i et syklusnettverk som transformerer starttilstanden $|Phi^+rangle^{noen ganger 5}$ til en måltilstand $h |Psirangle$.

► BibTeX-data

► Referanser

[1] HJ Kimble, Nature 453, 1023 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature07127

[2] S. Wehner, D. Elkouss og R. Hanson, Science 362, 9288 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aam9288

[3] JI Cirac, P. Zoller, HJ Kimble og H. Mabuchi, Phys. Rev. Lett. 78, 3221 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.3221

[4] L.-M. Duan og C. Monroe, Rev. Mod. Phys. 82, 1209 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.82.1209

[5] A. Reiserer og G. Rempe, Rev. Mod. Phys. 87,1379 2015 (XNUMX).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.87.1379

[6] L.-M. Duan, MD Lukin, JI Cirac, P. Zoller, Nature 414, 413 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35106500

[7] J.I. Cirac, A.K. Ekert, S.F. Huelga og C. Macchiavello, Phys. Rev. A 59, 4249 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.59.4249

[8] TP Spiller, K. Nemoto, SL Braunstein, WJ Munro, P. van Loock og GJ Milburn, New J. Phys. 8, 30 (2006).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​8/​2/​030

[9] K. Azuma, S. Bäuml, T. Coopmans, D. Elkouss, B. Li, AVS Quantum Sci. 3, 014101 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1116 / 5.0024062

[10] N. Gisin, J.-D. Bancal, Y. Cai, P. Remy, A. Tavakoli, E. Zambrini Cruzeiro, S. Popescu, N. Brunner, Nat. Commun. 11, 2378 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16137-4

[11] T. Kraft, S. Designolle, C. Ritz, N. Brunner, O. Gühne og M. Huber, Phys. Rev. A. 103, L060401 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.103.L060401

[12] M. Navascués, E. Wolfe, D. Rosset og A. Pozas-Kerstjens, Phys. Rev. Lett. 125, 240505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.240505

[13] M.-X. Luo, Adv. Quantum Technol., 2000123 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000123

[14] J. Åberg, R. Nery, C. Duarte, R. Chaves, Phys. Rev. Lett. 125, 110505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.110505

[15] T. Kraft, C. Spee, X.-D. Yu og O. Gühne, Phys. Rev. A 103, 052405 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.052405

[16] K. Hansenne, Z.-P. Xu, T. Kraft og O. Gühne, Nat. Commun. 13, 496 (2022).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-022-28006-3

[17] CH Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres, og WK Wootters, Phys. Pastor Lett. 70, 1895 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.70.1895

[18] A. Acín, J. Cirac, M. Lewenstein, Nature Physics 3, 256 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys549

[19] MA Nielsen, fys. Rev. Lett. 83, 436 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.436

[20] W. Dür, G. Vidal og JI Cirac, Phys. Rev. A 62,062314 (2000).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.62.062314

[21] F. Verstraete, J. Dehaene, B. De Moor og H. Verschelde, Phys. Rev. A 65, 052112 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.65.052112

[22] MJ Donald, M. Horodecki og O. Rudolph, J. Math. Phys. 43, 4252 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.1495917

[23] E. Chitambar, Phys. Rev. Lett. 107, 190502 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.190502

[24] E. Chitambar, W. Cui og H.-K-. Ja, fys. Rev. Lett. 108, 240504 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.240504

[25] E. Chitambar, D. Leung, L. Mancinska, M. Ozols, A. Winter, Commun. Matte. Phys. 328, 303 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-014-1953-9

[26] SM Cohen, fys. Rev. Lett. 118, 020501 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.020501

[27] S. Turgut, Y. Gül og NK Pak, Phys. Rev. A 81, 012317 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.012317

[28] S. Kintas og S. Turgut, J. Math. Phys. 51, 092202 (2010).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.3481573

[29] C. Spee, JI de Vicente, D. Sauerwein, B. Kraus, Phys. Rev. Lett. 118, 040503 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.040503

[30] JI de Vicente, C. Spee, D. Sauerwein, B. Kraus, Phys. Rev. A 95, 012323 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.012323

[31] JI de Vicente, C. Spee og B. Kraus, Phys. Rev. Lett. 111, 110502 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.110502

[32] K. Schwaiger, D. Sauerwein, M. Cuquet, JI de Vicente, B. Kraus, Phys. Rev. Lett. 115, 150502 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.150502

[33] C. Spee, JI de Vicente, B. Kraus, J. Math. Phys. 57, 052201 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4946895

[34] M. Hebenstreit, C. Spee og B. Kraus, Phys. Rev. A 93, 012339 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.012339

[35] H. Yamasaki, A. Soeda og M. Murao, Phys. Rev. A 96, 032330 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.96.032330

[36] M. Hebenstreit, M. Englbrecht, C. Spee, JI de Vicente og B. Kraus, New J. Phys. 23, 033046 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / abe60c

[37] G. Gour og NR Wallach, New J. Phys. 13, 073013 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​13/​7/​073013

[38] G Gour og NR Wallach, New J. Phys. 21, 109502 (2019).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab4c88

[39] D. Sauerwein, A. Molnar, JI Cirac og B. Kraus, Phys. Rev. Lett. 123, 170504 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.170504

[40] M. Hebenstreit, C. Spee, NKH Li, B. Kraus, JI de Vicente, Phys. Rev. A 105, 032458 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.032458

[41] F. Verstraete, J. Dehaene og B. De Moor, Phys. Rev. A 64, 010101(R) (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.010101

[42] H.-K. Lo og S. Popescu, Phys. Rev. A, 63, 022301 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.022301

Sitert av

[1] Kiara Hansenne, Zhen-Peng Xu, Tristan Kraft og Otfried Gühne, "Symmetrier i kvantenettverk fører til no-go teoremer for sammenfiltringsdistribusjon og til verifikasjonsteknikker", Nature Communications 13, 496 (2022).

[2] Patricia Contreras-Tejada, Carlos Palazuelos og Julio I. de Vicente, "Asymptotisk overlevelse av genuin multipartite entanglement in Noisy Quantum Networks Depends on the Topology", Fysiske gjennomgangsbrev 128 22, 220501 (2022).

[3] Nicky Kai Hong Li, Cornelia Spee, Martin Hebenstreit, Julio I. de Vicente og Barbara Kraus, "Identifisering av familier av flerpartistater med ikke-trivielle lokale sammenfiltringstransformasjoner", Quantum 8, 1270 (2024).

[4] Owidiusz Makuta, Laurens T. Ligthart og Remigiusz Augusiak, "Ingen graftilstand kan forberedes i kvantenettverk med todelte kilder og ingen klassisk kommunikasjon", npj Kvanteinformasjon 9, 117 (2023).

[5] Simon Morelli, David Sauerwein, Michalis Skotiniotis og Nicolai Friis, "Metrologiassistert sammenfiltringsdistribusjon i støyende kvantenettverk", Quantum 6, 722 (2022).

Sitatene ovenfor er fra SAO / NASA ADS (sist oppdatert vellykket 2024-03-15 03:31:06). 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 2024-03-15 03:31:05).

Denne artikkelen er utgitt i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) tillatelse. Opphavsrett forblir hos de opprinnelige rettighetshaverne som forfatterne eller institusjonene deres.

Tidstempel:

Mer fra Kvantejournal