Klassiska simuleringar av kommunikationskanaler PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikal sökning. Ai.

Klassiska simuleringar av kommunikationskanaler

Péter E. Frenkel

Eötvös Loránd University, Pázmány Péter sétány 1/C, Budapest, 1117 Ungern
Rényi Institute, Budapest, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Ungern

Hitta det här uppsatsen intressant eller vill diskutera? Scite eller lämna en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Vi undersöker om vissa icke-klassiska kommunikationskanaler kan simuleras av en klassisk kanal med ett givet antal tillstånd och en given "mängd" av brus. Det är bevisat att vilken brusig kvantkanal som helst kan simuleras av en motsvarande klassisk kanal med "samma mängd" brus. Klassiska simuleringar av generella probabilistiska kanaler studeras också.

Ett kommunikationsprotokoll med $l$ möjliga ingångar och $k$ möjliga utgångar kan beskrivas med en övergångsmatris $A=(a_{ij})i [0,1]^{ktimes l}$, där $a_{ij} $ är den villkorade sannolikheten för utdata $i$ om indata är $j$. Detta är en stokastisk matris, dvs alla poster är icke-negativa och varje kolumn summeras till 1: för alla $j$ har vi $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. En kommunikationskanal kan beskrivas av den uppsättning övergångsmatriser som den erbjuder. Kanal Q kan simuleras av kanal C om alla övergångsmatriser som tillhandahålls av Q är konvexa kombinationer av övergångsmatriser som tillhandahålls av C. Sådana konvexa kombinationer förekommer naturligt i informationsteorin; de motsvarar att avsändaren och mottagaren har tillgång till (obegränsad) delad slumpmässighet. Relationen "kan simuleras av" är uppenbarligen reflexiv och transitiv. Två kanaler är ekvivalenta om var och en kan simuleras av den andra.

Det är lätt att se att den klassiska kanalen med $n$-tillstånd kan simuleras av kvantkanalen på nivån $n$. Genom ett teorem av Weiner och den nuvarande författaren gäller det omvända också. Denna artikel handlar om varianter av detta teorem för generella probabilistiska kanaler och för brusiga kvantkanaler. Vi diskuterar också ljudlösa klassiska simuleringar av bullriga kanaler och presenterar ett öppet problem som preliminärt kopplar klassiska simuleringar av kvantkanaler till det mer traditionella sättet att jämföra effektiviteten hos klassisk och kvantkommunikation, som involverar von Neumann-entropi, ömsesidig information och Holevos ojämlikhet.

► BibTeX-data

► Referenser

[1] RB Bapat: Blandade diskriminanter av positiva semidefinita matriser. Linjär Algebra Appl. 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 och Vlatko Vedral: No-Hypersignaling Principle, 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: Certifying the Classical Simulation Cost of a Quantum Channel, Phys. Rev. Research 3, 043073. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel och M. Weiner: Klassisk informationslagring i ett kvantsystem på $n$-nivå, 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: Bounds for the Quantity of Information Transmitted by a Quantum Communication Channel, Probl. Peredachi Inf., 9:3 (1973), 3–11; Problem Informera. Transmission, 9:3 (1973), 177–183.

[6] L. Lovász och MD Plummer: Matchningsteori. Nord-Holland, 1986.

[7] Keiji Matsumoto, Gen Kimura: Informationsinducerad asymmetry of state space in view of general probabilistic theories, https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Citerad av

[1] Péter E. Frenkel och Mihály Weiner, "Om intrasslingshjälp till en ljudlös klassisk kanal", arXiv: 2103.08567.

[2] Leevi Leppäjärvi, "Mätningssimulerbarhet och inkompatibilitet i kvantteori och andra operationsteorier", arXiv: 2106.03588.

Ovanstående citat är från SAO / NASA ADS (senast uppdaterad framgångsrikt 2022-07-24 14:10:15). Listan kan vara ofullständig eftersom inte alla utgivare tillhandahåller lämpliga och fullständiga citatdata.

On Crossrefs citerade service Inga uppgifter om citerande verk hittades (sista försök 2022-07-24 14:10:13).

Tidsstämpel:

Mer från Quantum Journal