Simulări clasice ale canalelor de comunicare PlatoBlockchain Data Intelligence. Căutare verticală. Ai.

Simulări clasice ale canalelor de comunicare

Péter E. Frenkel

Universitatea Eötvös Loránd, Pázmány Péter sétány 1/C, Budapesta, 1117 Ungaria
Institutul Rényi, Budapesta, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Ungaria

Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.

Abstract

Investigăm dacă anumite canale de comunicare non-clasice pot fi simulate de un canal clasic cu un număr dat de stări și o „cantitate” dată de zgomot. Este dovedit că orice canal cuantic zgomotos poate fi simulat de un canal clasic corespunzător cu „aceeași cantitate” de zgomot. De asemenea, sunt studiate simulări clasice ale canalelor probabilistice generale.

Un protocol de comunicare cu $l$ intrări posibile și $k$ posibile ieșiri poate fi descris printr-o matrice de tranziție $A=(a_{ij})în [0,1]^{ktimes l}$, unde $a_{ij} $ este probabilitatea condiționată de ieșire $i$ dacă intrarea este $j$. Aceasta este o matrice stocastică, adică toate intrările sunt nenegative și fiecare coloană se însumează la 1: pentru toți $j$, avem $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Un canal de comunicare poate fi descris prin setul de matrice de tranziție pe care îl oferă. Canalul Q poate fi simulat de canalul C dacă toate matricele de tranziție oferite de Q sunt combinații convexe ale matricelor de tranziție oferite de C. Astfel de combinații convexe apar în mod natural în teoria informației; ele corespund că emițătorul și receptorul au acces la aleatorie (nelimitată) partajată. Relația „poate fi simulată prin” este evident reflexivă și tranzitivă. Două canale sunt echivalente dacă fiecare poate fi simulat de celălalt.

Este ușor de observat că canalul clasic cu $n$ stări poate fi simulat de canalul cuantic de nivel $n$. Printr-o teoremă a lui Weiner și a autorului prezent, este valabil și invers. Lucrarea de față se referă la variante ale acestei teoreme pentru canale probabilistice generale și pentru canale cuantice zgomotoase. De asemenea, discutăm simulări clasice fără zgomot ale canalelor zgomotoase și prezentăm o problemă deschisă care leagă provizoriu simulările clasice ale canalelor cuantice de modalitatea mai tradițională de a compara eficiența comunicării clasice și cuantice, implicând entropia von Neumann, informații reciproce și inegalitatea lui Holevo.

► Date BibTeX

► Referințe

[1] RB Bapat: discriminanți mixți de matrici semidefinite pozitive. Aplicația algebră liniară. 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 și Vlatko Vedral: Principiul fără hipersemnalizare, 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: Certificarea costului de simulare clasică al unui canal cuantic, Phys. Rev. Research 3, 043073. https:/​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel și M. Weiner: Stocarea clasică a informațiilor într-un sistem cuantic de nivel $n$, 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: Limite pentru cantitatea de informații transmise de un canal de comunicare cuantică, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3–11; Probleme Informare. Transmission, 9:3 (1973), 177–183.

[6] L. Lovász și MD Plummer: Teoria potrivirii. Olanda de Nord, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Asimetrie indusă de informații a spațiului de stat în vederea teoriilor probabilistice generale, https:/​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Citat de

[1] Péter E. Frenkel și Mihály Weiner, „On entanglement assistance to a noiseless classical channel”, arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, „Simulabilitatea măsurătorilor și incompatibilitatea în teoria cuantică și alte teorii operaționale”, arXiv: 2106.03588.

Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2022-07-24 14:10:15). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.

On Serviciul citat de Crossref nu s-au găsit date despre citarea lucrărilor (ultima încercare 2022-07-24 14:10:13).

Timestamp-ul:

Mai mult de la Jurnalul cuantic