Классическое моделирование каналов связи PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальный поиск. Ай.

Классические симуляции каналов связи

Питер Э. Френкель

Университет Этвеша Лоранда, Пазмани Петер Сетани 1/C, Будапешт, 1117 Венгрия
Институт Реньи, Будапешт, Realtanoda u. 13-15, 1053 Венгрия

Находите эту статью интересной или хотите обсудить? Scite или оставить комментарий на SciRate.

Абстрактные

Мы исследуем, могут ли некоторые неклассические каналы связи быть смоделированы классическим каналом с заданным числом состояний и заданным "количеством" шума. Доказано, что любой зашумленный квантовый канал можно смоделировать соответствующим классическим каналом с "таким же количеством" шума. Изучаются также классические модели общих вероятностных каналов.

Коммуникационный протокол с $l$ возможными входами и $k$ возможными выходами может быть описан переходной матрицей $A=(a_{ij})in [0,1]^{ktimes l}$, где $a_{ij} $ — условная вероятность выхода $i$, если вход равен $j$. Это стохастическая матрица, т. е. все элементы неотрицательны, а сумма каждого столбца равна 1: для всех $j$ имеем $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Канал связи может быть описан набором матриц переходов, которые он предоставляет. Канал Q может быть смоделирован каналом C, если все матрицы перехода, предоставленные Q, являются выпуклыми комбинациями матриц перехода, предоставленными C. Такие выпуклые комбинации естественным образом возникают в теории информации; они соответствуют отправителю и получателю, имеющим доступ к (неограниченному) разделяемому рандому. Отношение "может быть смоделировано" очевидно рефлексивно и транзитивно. Два канала эквивалентны, если каждый из них может быть смоделирован другим.

Легко видеть, что классический канал с $n$ состояниями можно смоделировать квантовым каналом уровня $n$. По теореме Вейнера и настоящего автора верно и обратное. Настоящая статья посвящена вариантам этой теоремы для общих вероятностных каналов и для зашумленных квантовых каналов. Мы также обсуждаем бесшумное классическое моделирование зашумленных каналов и представляем открытую проблему, предварительно связывающую классическое моделирование квантовых каналов с более традиционным способом сравнения эффективности классической и квантовой связи, включая энтропию фон Неймана, взаимную информацию и неравенство Холево.

► Данные BibTeX

► Рекомендации

[1] Р. Б. Бапат: Смешанные дискриминанты положительно-полуопределенных матриц. Приложение линейной алгебры. 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] Мишель Далл'Арно, Сара Брандсен, Алессандро Тозини, Франческо Бушеми и Влатко Ведрал: Принцип отсутствия гиперсигналов, Phys. Преподобный Летт. 119 (2017), 020401. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.119.020401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.020401

[3] Брайан Дулиттл, Эрик Читамбар: Сертификация стоимости классического моделирования квантового канала, Phys. Rev. Research 3, 043073. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] П. Е. Френкель и М. Вайнер: Классическое хранение информации в квантовой системе $n$-уровня, 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] А. С. Холево. Оценки количества информации, передаваемой по квантовому каналу связи, Пробл. передачи информ., 9:3 (1973), 3–11; Проблемы Информ. Трансмиссия, 9:3 (1973), 177–183.

[6] Л. Ловаш и М. Д. Пламмер: теория соответствия. Северная Голландия, 1986 год.

[7] Кейджи Мацумото, Ген Кимура: Информационная асимметрия пространства состояний с точки зрения общих вероятностных теорий, https://​/doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Цитируется

[1] Петер Э. Френкель и Михай Вайнер, «О помощи в запутывании бесшумного классического канала», Arxiv: 2103.08567.

[2] Лееви Леппаярви, «Моделирование измерений и несовместимость в квантовой теории и других операционных теориях», Arxiv: 2106.03588.

Приведенные цитаты из САО / НАСА ADS (последнее обновление успешно 2022-07-24 14:10:15). Список может быть неполным, поскольку не все издатели предоставляют подходящие и полные данные о цитировании.

On Цитируемый сервис Crossref Данные о цитировании работ не найдены (последняя попытка 2022-07-24 14:10:13).

Отметка времени:

Больше от Квантовый журнал