Klasyczne symulacje kanałów komunikacji PlatoBlockchain Data Intelligence. Wyszukiwanie pionowe. AI.

Klasyczne symulacje kanałów komunikacji

Piotr E. Frenkel

Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/C, Budapeszt, 1117 Węgry
Instytut Rényi, Budapeszt, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Węgry

Czy ten artykuł jest interesujący czy chcesz dyskutować? Napisz lub zostaw komentarz do SciRate.

Abstrakcyjny

Badamy, czy pewne nieklasyczne kanały komunikacyjne mogą być symulowane przez klasyczny kanał o określonej liczbie stanów i określonej „ilości” szumu. Udowodniono, że każdy zaszumiony kanał kwantowy może być symulowany przez odpowiadający mu kanał klasyczny o „takiej samej ilości” szumu. Badane są również klasyczne symulacje ogólnych kanałów probabilistycznych.

Protokół komunikacyjny z $l$ możliwymi wejściami i $k$ możliwymi wyjściami można opisać macierzą przejścia $A=(a_{ij})w [0,1]^{ktimes l}$, gdzie $a_{ij} $ jest prawdopodobieństwem warunkowym wyjścia $i$, jeśli dane wejściowe to $j$. Jest to macierz stochastyczna, tzn. wszystkie wpisy są nieujemne, a każda kolumna sumuje się do 1: dla wszystkich $j$ mamy $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Kanał komunikacyjny można opisać za pomocą zestawu macierzy przejścia, które zapewnia. Kanał Q może być symulowany przez kanał C, jeśli wszystkie macierze przejścia dostarczone przez Q są wypukłymi kombinacjami macierzy przejścia dostarczonych przez C. Takie wypukłe kombinacje występują naturalnie w teorii informacji; odpowiadają one nadawcy i odbiorcy, którzy mają dostęp do (nieograniczonej) współdzielonej losowości. Relacja „może być symulowana przez” jest oczywiście zwrotna i przechodnia. Dwa kanały są równoważne, jeśli każdy z nich może być symulowany przez drugi.

Łatwo zauważyć, że kanał klasyczny ze stanami $n$ może być symulowany przez kanał kwantowy o poziomie $n$. Zgodnie z twierdzeniem Weinera i obecnego autora odwrotność również jest słuszna. Niniejszy artykuł dotyczy wariantów tego twierdzenia dla ogólnych kanałów probabilistycznych i zaszumionych kanałów kwantowych. Omawiamy również bezszumowe klasyczne symulacje zaszumionych kanałów i przedstawiamy otwarty problem wstępnie łączący klasyczne symulacje kanałów kwantowych z bardziej tradycyjnym sposobem porównywania wydajności komunikacji klasycznej i kwantowej, obejmującym entropię von Neumanna, wzajemną informację i nierówność Holevo.

► Dane BibTeX

► Referencje

[1] RB Bapat: Mieszane wyróżniki macierzy półokreślonych dodatnich. Algebra Liniowa 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 i Vlatko Vedral: zasada braku hipersygnalizacji, fiz. Ks. 119 (2017), 020401. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.119.020401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.020401

[3] Brian Doolittle, Eric Chitambar: Poświadczanie kosztu klasycznej symulacji kanału kwantowego, fiz. Rev. Research 3, 043073. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel i M. Weiner: Klasyczne przechowywanie informacji w systemie kwantowym na poziomie $n$, 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: Granice dla ilości informacji przesyłanych przez kanał komunikacji kwantowej, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3-11; Problemy Poinformuj. Transmisja, 9:3 (1973), 177-183.

[6] L. Lovász i MD Plummer: Teoria dopasowania. Północna Holandia, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Informacyjna asymetria przestrzeni stanów w świetle ogólnych teorii probabilistycznych, https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Cytowany przez

[1] Péter E. Frenkel i Mihály Weiner, „O pomocy w splątaniu bezszumowego kanału klasycznego”, arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, „Symulowalność i niekompatybilność pomiarów w teorii kwantowej i innych teoriach operacyjnych”, arXiv: 2106.03588.

Powyższe cytaty pochodzą z Reklamy SAO / NASA (ostatnia aktualizacja pomyślnie 2022-07-24 14:10:15). Lista może być niekompletna, ponieważ nie wszyscy wydawcy podają odpowiednie i pełne dane cytowania.

On Serwis cytowany przez Crossref nie znaleziono danych na temat cytowania prac (ostatnia próba 2022-07-24 14:10:13).

Znak czasu:

Więcej z Dziennik kwantowy