Dyskryminacja sieci kwantowej

Dyskryminacja sieci kwantowej

Krzysztof Hirche

QMATH, Wydział Nauk Matematycznych, Uniwersytet w Kopenhadze, Universitetsparken 5, 2100 Kopenhaga, Dania

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

Abstrakcyjny

Rozróżnianie obiektów, w szczególności stanów kwantowych, jest jednym z najbardziej fundamentalnych zadań (kwantowej) teorii informacji. W ostatnich latach nastąpił znaczny postęp w kierunku rozszerzenia ram na kanały kwantowe typu punkt-punkt. Jednak wraz z postępem technologicznym dziedzina ta przenosi się na bardziej złożone struktury: sieci kwantowe. W przeciwieństwie do kanałów, sieci umożliwiają pośrednie punkty dostępu, w których informacje mogą być odbierane, przetwarzane i ponownie wprowadzane do sieci. W tej pracy badamy dyskryminację sieci kwantowych i jej podstawowe ograniczenia. W szczególności, gdy mamy do czynienia z wieloma zastosowaniami sieci, lista dostępnych strategii staje się coraz bardziej złożona. Najprostszą siecią kwantową, która przechwytuje strukturę problemu, jest kwantowy superkanał. Omawiamy dostępne klasy strategii, rozważając $ n $ kopii superkanału i podajemy podstawowe granice asymptotycznie osiągalnych stawek w asymetrycznym ustawieniu dyskryminacji. Ponadto omawiamy osiągalność, dyskryminację sieci symetrycznej, silny wykładnik odwrotny, uogólnienie na dowolne sieci kwantowe i wreszcie zastosowanie do aktywnej wersji problemu oświetlenia kwantowego.

► Dane BibTeX

► Referencje

[1] Ligonga Wanga i Renato Rennera. „Jednorazowa klasyczna pojemność kwantowa i testowanie hipotez”. Listy przeglądu fizycznego 108, 200501 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.200501

[2] Nilanjana Datta, Milan Mosonyi, Min-Hsiu Hsieh i Fernando GSL Brandao. „Gładkie podejście entropijne do testowania hipotez kwantowych i klasycznej pojemności kanałów kwantowych”. Transakcje IEEE dotyczące teorii informacji 59, 8014–8026 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2013.2282160

[3] Fernando GSL Brandao, Aram W. Harrow, James R. Le i Yuval Peres. „Testowanie hipotez kontradyktoryjnych i lemat kwantowego Steina dla pomiarów ograniczonych”. IEEE Transactions on Information Theory 66, 5037–5054 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2020.2979704

[4] T. Cooney, C. Hirche, C. Morgan, JP Olson, KP Seshadreesan, J. Watrous i MM Wilde. „Operacyjne znaczenie kwantowych miar odzyskiwania”. Przegląd fizyczny A 94, 022310 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.022310

[5] Christoph Hirche, Masahito Hayashi, Emilio Bagan i John Calsamiglia. „Moc dyskryminacyjna detektora kwantowego”. Listy przeglądu fizycznego 118, 160502 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.118.160502

[6] KMR Audenaert, M. Nussbaum, A. Szkoła i F. Verstraete. „Asymptotyczne wskaźniki błędów w testowaniu hipotez kwantowych”. Komunikacja w fizyce matematycznej 279, 251–283 (2008).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-008-0417-5

[7] Mario Berta, Fernando GSL Brandao i Christoph Hirche. „O testowaniu złożonej hipotezy kwantowej”. Komuna. Matematyka fizyka 385, 55–77 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-021-04133-8

[8] Mark M Wilde, Mario Berta, Christoph Hirche i Eneet Kaur. „Amortyzowana dywergencja kanałów dla asymptotycznej dyskryminacji kanałów kwantowych”. Listy z fizyki matematycznej 110, 2277–2336 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s11005-020-01297-7

[9] Xin Wang i Mark M. Wilde. „Teoria zasobów asymetrycznej rozróżnialności kanałów kwantowych”. Badanie Przeglądu Fizycznego 1, 033169 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.1.033169

[10] Kun Fang, Omar Fawzi, Renato Renner i David Sutter. „Reguła łańcuchowa dla kwantowej entropii względnej”. fizyka Wielebny Lett. 124, 100501 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.100501

[11] Masahito Hayashi. „Dyskryminacja dwóch kanałów metodami adaptacyjnymi i jej zastosowanie w systemie kwantowym”. Transakcje IEEE dotyczące teorii informacji 55, 3807–3820 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2009.2023726

[12] Mario Berta, Christoph Hirche, Eneet Kaur i Mark M Wilde. „Lemat Steina dla klasycznych kanałów kwantowych”. W 2019 IEEE Międzynarodowe Sympozjum Teorii Informacji (ISIT). Strony 2564–2568. IEEE (2019).
https: / / doi.org/ 10.1109 / ISIT.2019.8849562

[13] Farzina Saleka, Masahito Hayashi i Andreasa Wintera. „Przydatność strategii adaptacyjnych w asymptotycznej dyskryminacji kanałów kwantowych”. fizyka Rev. A 105, 022419 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.022419

[14] Krzysztof Hirche. „Od asymptotycznego testowania hipotez do nierówności entropii” (2018). arXiv:1812.05142.
arXiv: 1812.05142

[15] Hisaharu Umegakiego. „Oczekiwania warunkowe w algebrze operatora, IV (entropia i informacja)”. Kodai Mathematical Seminar Reports 14, 59–85 (1962).
https: / / doi.org/ 10.2996 / kmj / 1138844604

[16] Denes Petz. „Quasi-entropie dla stanów algebry von Neumanna”. Publikacja RIMS, Uniwersytet w Kioto 21, 787–800 (1985).
https://​/​doi.org/​10.2977/​PRIMS/​1195178929

[17] Denes Petz. „Quasi-entropie dla skończonych systemów kwantowych”. Raporty z fizyki matematycznej 23, 57–65 (1986).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0034-4877(86)90067-4

[18] KMR Audenaert, J. Calsamiglia, R. Muñoz-Tapia, E. Bagan, L. Masanes, A. Acin i F. Verstraete. „Stany dyskryminujące: kwantowa granica Chernoffa”. Physical Review Letters 98, 160501 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.160501

[19] Michael Nussbaum i Arleta Szkoła. „Dolna granica Chernoffa dla symetrycznego testowania hipotez kwantowych”. Roczniki statystyki 37, 1040–1057 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1214 / 08-AOS593

[20] Martin Müller-Lennert, Frédéric Dupuis, Oleg Szehr, Serge Fehr i Marco Tomamichel. „O kwantowych entropiach Rényiego: nowe uogólnienie i niektóre właściwości”. Journal of Mathematical Physics 54, 122203 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4838856

[21] Mark M. Wilde, Andreas Winter i Dong Yang. „Silna odwrotność dla klasycznej zdolności łamania splątania i kanałów Hadamarda poprzez względną entropię Rényi'ego”. Komunikacja w fizyce matematycznej 331, 593–622 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-014-2122-x

[22] Armina Uhlmanna. „Prawdopodobieństwo przejścia” w przestrzeni stanów a * -algebry”. Raporty z fizyki matematycznej 9, 273–279 (1976).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0034-4877(76)90060-4

[23] Nilanjana Datta. „Min- i max-względne entropie i nowa monotonia splątania”. Transakcje IEEE dotyczące teorii informacji 55, 2816–2826 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2009.2018325

[24] Rahul Jain, Jaikumar Radhakrishnan i Pranab Sen. „Prywatność i interakcja w złożoności komunikacji kwantowej oraz twierdzenie o względnej entropii stanów kwantowych”. W materiałach z 43. dorocznego sympozjum IEEE na temat podstaw informatyki. Strony 429–438. (2002).
https: / / doi.org/ 10.1109 / SFCS.2002.1181967

[25] Debbie Leung i Williama Matthewsa. „O potędze kodów zachowujących i niesygnalizujących PPT”. IEEE Transactions of Information Theory 61, 4486–4499 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2015.2439953

[26] Xin Wang, Kun Fang i Runyao Duan. „Programowanie półokreślone odwrotne granice dla komunikacji kwantowej”. IEEE Transactions on Information Theory 65, 2583–2592 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2018.2874031

[27] Erica Chitambara i Gilada Gour. „Teorie zasobów kwantowych”. Recenzje współczesnej fizyki 91, 025001 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.025001

[28] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano i Paolo Perinotti. „Teoretyczne ramy dla sieci kwantowych”. Przegląd fizyczny A 80, 022339 (2009).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.022339

[29] Gilad Gour. „Porównanie kanałów kwantowych z superkanałami”. IEEE Transactions on Information Theory 65, 5880–5904 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2019.2907989

[30] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano i Paolo Perinotti. „Przekształcanie operacji kwantowych: supermapy kwantowe”. EPL (Europhysics Letters) 83, 30004 (2008).
https:/​/​doi.org/​10.1209/​0295-5075/​83/​30004

[31] A. Bisio, G. Chiribella, GM D'Ariano i P. Perinotti. „Sieci kwantowe: ogólna teoria i zastosowania”. Acta Physica Slovaca 61, 273–390 (2011).
https:/​/​doi.org/​10.2478/​v10155-011-0003-9

[32] Alessandro Bisio, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti i Giulio Chiribella. „Implementacja wielozadaniowych protokołów kwantowych w minimalnej przestrzeni obliczeniowej”. Przegląd fizyczny A 83, 022325 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.83.022325

[33] Gilad Gour i Carlo Maria Scandolo. „Zasoby dynamiczne” (2020). arXiv:2101.01552.
arXiv: 2101.01552

[34] Giulio Chiribella, Giacomo M D'Ariano i Paolo Perinotti. „Efekty pamięciowe w dyskryminacji kanałów kwantowych”. Pisma z przeglądu fizycznego 101, 180501 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.180501

[35] Kenji Nakahira i Kentaro Kato. „Proste górne i dolne granice prawdopodobieństwa ostatecznego sukcesu w rozróżnianiu dowolnych procesów kwantowych o skończonych wymiarach”. Listy przeglądu fizycznego 126, 200502 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.126.200502

[36] Carla W. Helstroma. „Teoria detekcji i estymacji kwantowej”. Journal of Statistical Physics 1, 231-252 (1969).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01007479

[37] Aleksander S. Holevo. „Statystyczna teoria decyzji dla układów kwantowych”. Journal of Multivariate Analysis 3, 337–394 (1973).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0047-259X(73)90028-6

[38] Carla W. Helstroma. „Teoria detekcji i estymacji kwantowej”. Akademicki. Nowy Jork (1976).

[39] Tom Cooney, Milán Mosonyi i Mark M. Wilde. „Silne odwrotne wykładniki dla problemu dyskryminacji kanałów kwantowych i komunikacji wspomaganej kwantowym sprzężeniem zwrotnym”. Komunikacja w fizyce matematycznej 344, 797–829 (2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-016-2645-4

[40] Yury Polyanskiy i Sergio Verdú. „Rozmowa z kodowaniem kanałów Arimoto i dywergencja Rényi”. W materiałach z 48. dorocznej konferencji Allertona na temat komunikacji, kontroli i obliczeń. Strony 1327–1333. (2010).
https://​/​doi.org/​10.1109/​ALLERTON.2010.5707067

[41] Naresh Sharma i Naqueeb Ahmad Warsi. „O silnych odwrotach dla twierdzeń o pojemności kanału kwantowego”. fizyka Wielebny Lett. 110, 080501 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.110.080501

[42] Hamzy Fawzi i Omara Fawzi. „Definiowanie rozbieżności kwantowych poprzez optymalizację wypukłą”. Kwant 5, 387 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-01-26-387

[43] Kun Fang i Hamza Fawzi. „Geometryczna rozbieżność Rényi i jej zastosowania w pojemnościach kanałów kwantowych”. Komunikacja w fizyce matematycznej 384, 1615–1677 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-021-04064-4

[44] Fumio Hiai i Dénesa Petza. „Właściwy wzór na entropię względną i jej asymptotyki w prawdopodobieństwie kwantowym”. Komunikacja w fizyce matematycznej 143, 99–114 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF02100287

[45] Marco Tomamichel i Masahito Hayashi. „Hierarchia wielkości informacyjnych do analizy skończonych długości bloków zadań kwantowych”. Transakcje IEEE dotyczące teorii informacji 59, 7693–7710 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2013.2276628

[46] Ke Li i in. „Asymptotyki drugiego rzędu do testowania hipotez kwantowych”. Roczniki Statystyki 42, 171–189 (2014).
https: / / doi.org/ 10.1214 / 13-AOS1185

[47] Milan Mosonyi i Tomohiro Ogawa. „Testowanie hipotez kwantowych i operacyjna interpretacja względnych entropii kwantowych rényi”. Komunikacja w fizyce matematycznej 334, 1617–1648 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-014-2248-x

[48] Milán Mosonyi i Fumio Hiai. „O względnych entropiach kwantowych rényi i powiązanych wzorach na pojemność”. Transakcje IEEE dotyczące teorii informacji 57, 2474–2487 (2011).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2011.2110050

[49] Setha Lloyda. „Zwiększona czułość fotodetekcji za pomocą oświetlenia kwantowego”. Nauka 321, 1463–1465 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.11606

[50] Jessica Bavaresco, Mio Murao i Marco Túlio Quintino. „Ścisła hierarchia między strategiami równoległego, sekwencyjnego i nieokreślonego porządku przyczynowego w celu dyskryminacji kanałów”. Pisma z przeglądu fizycznego 127, 200504 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200504

[51] Marco Tomamichel. „Ramy dla nieasymptotycznej teorii informacji kwantowej” (2012). arXiv:1203.2142.
arXiv: 1203.2142

[52] Andrzej Zima. „Otwarta sesja problemowa”. Rocky Mountain Summit on Quantum Information (2018).

[53] Zi-Wen Liu i Andreas Winter. „Teorie zasobów kanałów kwantowych i uniwersalna rola wymazywania zasobów” (2019). arXiv:1904.04201.
arXiv: 1904.04201

[54] Gilada Gour i Andreasa Wintera. „Jak określić ilościowo dynamiczny zasób kwantowy”. Pisma z przeglądu fizycznego 123, 150401 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.150401

Cytowany przez

[1] Sumit Rout, Ananda G. Maity, Amit Mukherjee, Saronath Halder i Manik Banik, „Wielostronne ortogonalne stany produktów z minimalną autentyczną nielokalnością”, Przegląd fizyczny A 104 5, 052433 (2021).

[2] Kenji Nakahira i Kentaro Kato, „Uogólnione problemy z dyskryminacją procesów kwantowych”, Przegląd fizyczny A 103 6, 062606 (2021).

[3] Samrat Sen, Edwin Peter Lobo, Sahil Gopalkrishna Naik, Ram Krishna Patra, Tathagata Gupta, Subhendu B. Ghosh, Sutapa Saha, Mir Alimuddin, Tamal Guha, Some Sankar Bhattacharya i Manik Banik, „Lokalne oznaczenie stanu kwantowego”, Przegląd fizyczny A 105 3, 032407 (2022).

Powyższe cytaty pochodzą z Reklamy SAO / NASA (ostatnia aktualizacja pomyślnie 2023-07-25 10:03:14). Lista może być niekompletna, ponieważ nie wszyscy wydawcy podają odpowiednie i pełne dane cytowania.

Nie można pobrać Przywołane przez Crossref dane podczas ostatniej próby 2023-07-25 10:03:12: Nie można pobrać cytowanych danych dla 10.22331 / q-2023-07-25-1064 z Crossref. Jest to normalne, jeśli DOI zostało niedawno zarejestrowane.

Znak czasu:

Więcej z Dziennik kwantowy