Information Transmission With Continuous Variable Quantum Erasure Channels

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Information transmission with continuous variable quantum erasure channels PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertical Search. Ai.

Changchun Zhong, Changhun Oh și Liang Jiang

Pritzker School of Molecular Engineering, Universitatea din Chicago, Chicago, IL 60637, SUA

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

Abstract

Capacitatea cuantică, ca cifra cheie a meritului pentru un anumit canal cuantic, limitează superioare capacitatea canalului de a transmite informații cuantice. Identificarea diferitelor tipuri de canale, evaluarea capacității cuantice corespunzătoare și găsirea schemei de codare de abordare a capacității sunt sarcinile majore în teoria comunicării cuantice. Canalul cuantic în variabilele discrete a fost discutat enorm pe baza diferitelor modele de eroare, în timp ce modelul de eroare în canalul variabil continuu a fost mai puțin studiat din cauza problemei dimensionale infinite. În această lucrare, investigăm un canal general de ștergere cuantică variabilă continuă. Prin definirea unui subspațiu efectiv al sistemului de variabile continue, găsim un model de codare aleatoare a variabilei continue. Deducem apoi capacitatea cuantică a canalului de ștergere variabilă continuă în cadrul teoriei decuplării. Discuția din această lucrare umple golul unui canal de ștergere cuantică în setarea variabilei continue și aruncă lumină asupra înțelegerii altor tipuri de canale cuantice variabile continue.

► Date BibTeX

@article{Zhong2023information, doi = {10.22331/q-2023-03-06-939}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-03-06-939}, title = {Transmiterea informațiilor cu canale de ștergere cuantică variabilă continuă}, autor = {Zhong, Changchun și Oh, Changhun și Jiang, Liang}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, editor = {{Verein zur F{“{ o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volum = {7}, pagini = {939}, luna = martie, an = {2023} }

► Referințe

[1] M. Hayashi, S. Ishizaka, A. Kawachi, G. Kimura și T. Ogawa, Introduction to quantum information science (Springer, 2014).
https://doi.org/10.1007/978-3-662-43502-1

[2] J. Watrous, Theory of quantum information (Presa universitară Cambridge, 2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

[3] L. Gyongyosi, S. Imre și HV Nguyen, A survey on quantum channel capacities, IEEE Communications Surveys & Tutorials 20, 1149 (2018).
https:///doi.org/10.1109/COMST.2017.2786748

[4] CH Bennett și PW Shor, Teoria informațiilor cuantice, IEEE transactions on information theory 44, 2724 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.720553

[5] P. Busch, P. Lahti, J.-P. Pellonpää și K. Ylinen, Quantum measurement, voi. 23 (Springer, 2016).
https://doi.org/10.1007/978-3-319-43389-9

[6] AS Holevo, Capacitatea canalului cuantic cu stări generale de semnal, IEEE Transactions on Information Theory 44, 269 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1109 / 18.651037

[7] H. Barnum, MA Nielsen și B. Schumacher, Information transmission through a noisy quantum channel, Phys. Rev. A 57, 4153 (1998).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.57.4153

[8] S. Lloyd, Capacitatea canalului cuantic zgomotos, Phys. Rev. A 55, 1613 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.1613

[9] J. Eisert și MM Wolf, Gaussian quantum channels, arXiv preprint quant-ph/0505151 (2005).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/0505151
arXiv: Quant-ph / 0505151

[10] I. Devetak și PW Shor, Capacitatea unui canal cuantic pentru transmiterea simultană a informațiilor clasice și cuantice, Communications in Mathematical Physics 256, 287 (2005).
https://doi.org/10.1007/s00220-005-1317-6

[11] AS Holevo, Sisteme cuantice, canale, informații, în Sisteme cuantice, canale, informații (de Gruyter, 2019).
https: / / doi.org/ 10.1515 / 9783110273403

[12] M. Rosati, A. Mari și V. Giovannetti, Narrow bounds for the quantum capacity of thermal attenuators, Nature communications 9, 1 (2018).
https://doi.org/10.1038/s41467-018-06848-0

[13] K. Sharma, MM Wilde, S. Adhikari și M. Takeoka, Limitarea capacităților cuantice și private cu constrângere de energie ale canalelor bosonice gaussiene insensibile la fază, New Journal of Physics 20, 063025 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/aac11a

[14] K. Jeong, Y. Lim, J. Kim și S. Lee, New upper bounds on the quantum capacity for general attenuator and amplifier, în AIP Conference Proceedings, voi. 2241 (AIP Publishing LLC, 2020) p. 020017.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 5.0011402

[15] M. Grassl, T. Beth și T. Pellizzari, Codurile pentru canalul de ștergere cuantică, Phys. Rev. A 56, 33 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.56.33

[16] CH Bennett, DP DiVincenzo și JA Smolin, Capacitate of quantum erasure channels, Phys. Rev. Lett. 78, 3217 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.78.3217

[17] SL Braunstein și P. Van Loock, Informații cuantice cu variabile continue, Reviews of modern physics 77, 513 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.77.513

[18] C. Weedbrook, S. Pirandola, R. García-Patrón, NJ Cerf, TC Ralph, JH Shapiro și S. Lloyd, Gaussian quantum information, Reviews of Modern Physics 84, 621 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621

[19] D. Gottesman, A. Kitaev și J. Preskill, Codificarea unui qubit într-un oscilator, Physical Review A 64, 012310 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310

[20] W.-L. Ma, S. Puri, RJ Schoelkopf, MH Devoret, S. Girvin și L. Jiang, Quantum control of bosonic modes with superconducting circuits, Science Bulletin 66, 1789 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.scib.2021.05.024

[21] J. Niset, UL Andersen și NJ Cerf, Cod de corectare a ștergerii cuantice fezabil experimental pentru variabile continue, Phys. Rev. Lett. 101, 130503 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.130503

[22] JS Sidhu, SK Joshi, M. Gündoğan, T. Brougham, D. Lowndes, L. Mazzarella, M. Krutzik, S. Mohapatra, D. Dequal, G. Vallone, et al., Advances in space quantum communications, IET Quantum Comunicarea 2, 182 (2021).
https:///doi.org/10.1049/qtc2.12015

[23] R. Klesse, Corectarea erorilor cuantice aproximative, coduri aleatorii și capacitatea canalului cuantic, Phys. Rev. A 75, 062315 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.062315

[24] P. Hayden, M. Horodecki, A. Winter și J. Yard, A decoupling approach to the quantum capacity, Open Systems & Information Dynamics 15, 7 (2008).
https: / / doi.org/ 10.1142 / S1230161208000043

[25] P. Hayden și J. Preskill, găurile negre ca oglinzi: informații cuantice în subsisteme aleatoare, Journal of high energy physics 2007, 120 (2007).
https://doi.org/10.1088/1126-6708/2007/09/120

[26] Q. Zhuang, T. Schuster, B. Yoshida și NY Yao, Scrambling and complexity in phase space, Phys. Rev. A 99, 062334 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062334

[27] M. Fukuda și R. Koenig, Typical entanglement for gaussian states, Journal of Mathematical Physics 60, 112203 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5119950

[28] Consultați anexa pentru o scurtă trecere în revistă a calculelor pentru decuplarea variabilei discrete cu orice dimensiune finită.

[29] V. Paulsen, Completly bounded maps and operator algebras, 78 (Cambridge University Press, 2002).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9780511546631

[30] B. Schumacher și MA Nielsen, Procesarea datelor cuantice și corectarea erorilor, Phys. Rev. A 54, 2629 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.54.2629

[31] B. Schumacher și MD Westmoreland, Aproximate quantum error correction, Quantum Information Processing 1, 5 (2002).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1019653202562

[32] F. Dupuis, The decoupling approach to quantum information theory, arXiv preprint arXiv:1004.1641 (2010).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1004.1641
arXiv: 1004.1641

[33] M. Horodecki, J. Oppenheim și A. Winter, Quantum state mergeing and negative information, Communications in Mathematical Physics 269, 107 (2007).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s00220-006-0118-x

[34] S. Choi, Y. Bao, X.-L. Qi și E. Altman, Corecția erorilor cuantice în dinamica de amestecare și tranziția de fază indusă de măsurare, Phys. Rev. Lett. 125, 030505 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.030505

[35] B. Zhang și Q. Zhuang, Formarea entanglement în rețele cuantice aleatoare cu variabile continue, npj Quantum Information 7, 1 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-021-00370-w

[36] Un proiect unitar este un subset al grupului unitar în care mediile eșantionului anumitor polinoame din mulțime se potrivesc cu cele ale întregului grup unitar.

[37] CE Shannon, O teorie matematică a comunicării, The Bell System Technical Journal 27, 379 (1948).
https: / / doi.org/ 10.1002 / j.1538-7305.1948.tb01338.x

[38] MM Wilde, Teoria informației cuantice (Cambridge University Press, 2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316809976

[39] B. Collins și P. Śniady, Integration with respect to the haar measure on unitary, orthogonal and simplectic group, Communications in Mathematical Physics 264, 773 (2006).
https://doi.org/10.1007/s00220-006-1554-3

[40] VV Albert, K. Noh, K. Duivenvoorden, DJ Young, RT Brierley, P. Reinhold, C. Vuillot, L. Li, C. Shen, SM Girvin, BM Terhal și L. Jiang, Performance and structure of single- coduri bosonice mod, Phys. Rev. A 97, 032346 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032346

[41] K. Brádler și C. Adami, Black holes as bosonic gaussian channels, Phys. Rev. D 92, 025030 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.92.025030

Citat de

Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.