Transformacje w sieciach kwantowych poprzez operacje lokalne wspomagane przez skończoną liczbę rund komunikacji klasycznej

Transformacje w sieciach kwantowych poprzez operacje lokalne wspomagane przez skończoną liczbę rund komunikacji klasycznej

Znacznik czasu: 14 marca 2024 11:22

Kornelia Spee1,2 i Tristana Krafta1,3

1Instytut Fizyki Teoretycznej, Uniwersytet w Innsbrucku, Technikerstraße 21A, 6020 Innsbruck, Austria
2Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Austriacka Akademia Nauk, Boltzmanngasse 3, 1090 Wiedeń, Austria
3Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät, Universität Siegen, Walter-Flex-Straße 3, 57068 Siegen, Niemcy

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

Abstrakcyjny

Ostatnie postępy doprowadziły do ​​powstania pierwszych prototypów sieci kwantowych, w których splątanie jest rozprowadzane przez źródła wytwarzające dwudzielne stany splątane. Rodzi to pytanie, jakie stany można generować w sieciach kwantowych w oparciu o źródła dwudzielne, wykorzystując operacje lokalne i klasyczną komunikację. W tej pracy badamy transformacje stanów w ramach skończonych rund operacji lokalnych i komunikacji klasycznej (LOCC) w sieciach opartych na maksymalnie splątanych stanach dwóch kubitów. Najpierw wyprowadzamy symetrie dla dowolnych struktur sieciowych, ponieważ określają one, jakie transformacje są możliwe. Następnie pokazujemy, że w przeciwieństwie do grafów drzewiastych, dla których wykazano już, że można osiągnąć dowolny stan w obrębie tej samej klasy splątania, istnieją stany, które można osiągnąć probabilistycznie, ale nie deterministycznie, jeśli sieć zawiera cykl. Ponadto zapewniamy systematyczny sposób wyznaczania stanów, które nie są osiągalne w sieciach składających się z cyklu. Ponadto zapewniamy pełną charakterystykę stanów, które można osiągnąć w sieci rowerowej za pomocą protokołu, w którym każda ze stron dokonuje pomiaru tylko raz, a każdy krok protokołu skutkuje deterministyczną transformacją. Na koniec przedstawiamy przykład, którego nie da się osiągnąć za pomocą tak prostego protokołu i który, według naszej wiedzy, stanowi pierwszy przykład transformacji LOCC wśród w pełni splątanych stanów, wymagającej trzech rund klasycznej komunikacji.

Transformacje w sieciach kwantowych poprzez operacje lokalne wspomagane przez skończoną liczbę rund klasycznej komunikacji PlatoBlockchain Data Intelligence. Wyszukiwanie pionowe. AI.

Wyróżniony obraz: Skończony okrągły protokół LOCC w sieci rowerowej przekształcający stan początkowy $|Phi^+rangle^{otimes 5}$ w stan docelowy $h |Psirangle$.

► Dane BibTeX

► Referencje

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

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

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

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

[5] A. Reiserer i G. Rempe, ks. Mod. Fiz. 87,1379 (2015).
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] JI Cirac, AK Ekert, SF Huelga i C. Macchiavello, Phys. Obj. A 59, 4249 (1999).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.59.4249

[8] TP Spiller, K. Nemoto, SL Braunstein, WJ Munro, P. van Loock i 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. komuna. 11, 2378 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-020-16137-4

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

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

[13] M.-X. Luo, adw. Technologia kwantowa, 2000123 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.202000123

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

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

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

[17] CH Bennett, G. Brassard, C. Crépeau, R. Jozsa, A. Peres i WK Wootters, Phys. Rev. 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, Phys. Rev. Lett. 83 (436).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.436

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

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

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

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

[24] E. Chitambar, W. Cui i H.-K-. Lo, fiz. Wielebny Lett. 108, 240504 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.240504

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

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

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

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

[29] C. Spee, JI de Vicente, D. Sauerwein, B. Kraus, Phys. Wielebny 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 i B. Kraus, Phys. Ks. 111, 110502 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.111.110502

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

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

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

[35] H. Yamasaki, A. Soeda i 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 i B. Kraus, New J. Phys. 23, 033046 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / abe60c

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

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

[39] D. Sauerwein, A. Molnar, JI Cirac i 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 i B. De Moor, Phys. Rev. A 64, 010101(R) (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.010101

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

Cytowany przez

[1] Kiara Hansenne, Zhen-Peng Xu, Tristan Kraft i Otfried Gühne, „Symetrie w sieciach kwantowych prowadzą do twierdzeń zerowych dla rozkładu splątania i technik weryfikacji”, Komunikacja przyrodnicza 13, 496 (2022).

[2] Patricia Contreras-Tejada, Carlos Palazuelos i Julio I. de Vicente, „Asymptotyczne przetrwanie prawdziwego wielostronnego splątania w hałaśliwych sieciach kwantowych zależy od topologii”, Listy z przeglądu fizycznego 128 22, 220501 (2022).

[3] Nicky Kai Hong Li, Cornelia Spee, Martin Hebenstreit, Julio I. de Vicente i Barbara Kraus, „Identyfikacja rodzin wielostronnych stanów z nietrywialnymi lokalnymi transformacjami splątania”, Kwant 8, 1270 (2024).

[4] Owidiusz Makuta, Laurens T. Ligthart i Remigiusz Augusiak, „W sieciach kwantowych ze źródłami dwudzielnymi i bez klasycznej komunikacji nie da się przygotować żadnego stanu grafu”, npj Informacje kwantowe 9, 117 (2023).

[5] Simon Morelli, David Sauerwein, Michalis Skotiniotis i Nicolai Friis, „Rozkład splątania wspomagany metrologią w zaszumionych sieciach kwantowych”, Kwant 6, 722 (2022).

Powyższe cytaty pochodzą z Reklamy SAO / NASA (ostatnia aktualizacja pomyślnie 2024-03-15 03:31:06). 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 2024-03-15 03:31:05).

Niniejszy artykuł opublikowano w Quantum pod Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe (CC BY 4.0) licencja. Prawa autorskie należą do pierwotnych właścicieli praw autorskich, takich jak autorzy lub ich instytucje.

Znak czasu:

Więcej z Dziennik kwantowy