การส่งข้อมูลด้วยช่องทางการลบควอนตัมแบบต่อเนื่อง

การส่งข้อมูลด้วยช่องทางการลบควอนตัมแบบต่อเนื่อง

การส่งข้อมูลด้วยช่องทางการลบควอนตัมแบบแปรผันอย่างต่อเนื่อง PlatoBlockchain Data Intelligence ค้นหาแนวตั้ง AI.

ฉางชุนจง ฉางฮุนโอ และเหลียงเจียง

Pritzker School of Molecular Engineering, มหาวิทยาลัยชิคาโก, ชิคาโก, อิลลินอยส์ 60637, สหรัฐอเมริกา

พบบทความนี้ที่น่าสนใจหรือต้องการหารือ? Scite หรือแสดงความคิดเห็นใน SciRate.

นามธรรม

ความจุควอนตัมซึ่งเป็นตัวเลขสำคัญของช่องควอนตัมที่กำหนด ขอบเขตบนของความสามารถของช่องในการส่งข้อมูลควอนตัม การระบุประเภทของช่องสัญญาณต่างๆ การประเมินความจุควอนตัมที่สอดคล้องกัน และการค้นหาโครงร่างการเข้ารหัสที่เข้าใกล้ความจุเป็นงานหลักในทฤษฎีการสื่อสารควอนตัม ช่องควอนตัมในตัวแปรที่ไม่ต่อเนื่องได้รับการกล่าวถึงอย่างมากจากโมเดลข้อผิดพลาดต่างๆ ในขณะที่โมเดลข้อผิดพลาดในช่องตัวแปรต่อเนื่องได้รับการศึกษาน้อยลงเนื่องจากปัญหามิติที่ไม่มีที่สิ้นสุด ในบทความนี้ เราจะตรวจสอบช่องทางการลบควอนตัมที่แปรผันต่อเนื่องทั่วไป ด้วยการกำหนดพื้นที่ย่อยที่มีประสิทธิภาพของระบบตัวแปรต่อเนื่อง เราพบรูปแบบการเข้ารหัสแบบสุ่มแบบตัวแปรต่อเนื่อง จากนั้นเราได้มาซึ่งความสามารถทางควอนตัมของช่องทางการลบแบบต่อเนื่องที่แปรผันตามกรอบของทฤษฎีการแยกส่วน การอภิปรายในบทความนี้ช่วยเติมเต็มช่องว่างของช่องลบควอนตัมในการตั้งค่าตัวแปรต่อเนื่อง และให้ความกระจ่างเกี่ยวกับความเข้าใจของช่องควอนตัมตัวแปรต่อเนื่องประเภทอื่นๆ

► ข้อมูล BibTeX

► ข้อมูลอ้างอิง

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

[2] J. Watrous ทฤษฎีข้อมูลควอนตัม (สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ 2018)
https://doi.org/10.1017/​9781316848142

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

[4] CH Bennett และ PW Shor ทฤษฎีข้อมูลควอนตัม ธุรกรรม IEEE บนทฤษฎีข้อมูล 44, 2724 (1998)
https://doi.org/10.1109/​18.720553

[5] พี. บุช, พี. ลาห์ตี, เจ.-พี. Pellonpää และ K. Ylinen การวัดควอนตัม ฉบับที่ 23 (สปริงเกอร์, 2016).
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-319-43389-9

[6] AS Holevo, ความจุของช่องสัญญาณควอนตัมพร้อมสถานะสัญญาณทั่วไป, ธุรกรรม IEEE บนทฤษฎีสารสนเทศ 44, 269 (1998)
https://doi.org/10.1109/​18.651037

[7] H. Barnum, MA Nielsen และ B. Schumacher, การส่งข้อมูลผ่านช่องควอนตัมที่มีเสียงดัง, Phys. รายได้ ก 57, 4153 (1998)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.57.4153

[8] S. Lloyd, ความจุของช่องควอนตัมที่มีเสียงดัง, Phys. รายได้ที่ 55, 1613 (1997)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.55.1613

[9] J. Eisert และ MM Wolf, Gaussian quantumchannel, arXiv preprint quant-ph/​0505151 (2005)
https://doi.org/​10.48550/​arXiv.quant-ph/​0505151
arXiv:ปริมาณ-ph/0505151

[10] I. Devetak และ PW Shor, ความสามารถของช่องควอนตัมสำหรับการส่งข้อมูลแบบคลาสสิกและแบบควอนตัมพร้อมกัน, การสื่อสารในฟิสิกส์คณิตศาสตร์ 256, 287 (2005)
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-005-1317-6

[11] AS Holevo, ระบบควอนตัม, ช่องทาง, ข้อมูล, ในระบบควอนตัม, ช่องทาง, ข้อมูล (de Gruyter, 2019)
https://doi.org/10.1515/​9783110273403

[12] M. Rosati, A. Mari และ 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 และ M. Takeoka, การจำกัดควอนตัมที่จำกัดพลังงานและความสามารถส่วนตัวของช่องสัญญาณเกาส์เซียนแบบบอโซนิกที่ไม่ไวต่อเฟส วารสารฟิสิกส์ฉบับใหม่ 20, 063025 (2018)
https://​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​aac11a

[14] K. Jeong, Y. Lim, J. Kim และ S. Lee, ขอบเขตบนใหม่ของความจุควอนตัมสำหรับตัวลดทอนและเครื่องขยายเสียงทั่วไป ใน AIP Conference Proceedings, Vol. 2241 (AIP Publishing LLC, 2020) น. 020017.
https://doi.org/10.1063/​5.0011402

[15] M. Grassl, T. Beth และ T. Pellizzari, รหัสสำหรับช่องลบควอนตัม, Phys. รายได้ ก 56, 33 (1997)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.56.33

[16] CH Bennett, DP DiVincenzo และ JA Smolin, ความสามารถของช่องลบควอนตัม, Phys. รายได้ Lett 78, 3217 (1997).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.78.3217

[17] SL Braunstein และ P. Van Loock, ข้อมูลควอนตัมพร้อมตัวแปรต่อเนื่อง, บทวิจารณ์ฟิสิกส์สมัยใหม่ 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 และ S. Lloyd, Gaussian quantum information, บทวิจารณ์เกี่ยวกับ Modern Physics 84, 621 (2012)
https://doi.org/​10.1103/​RevModPhys.84.621

[19] D. Gottesman, A. Kitaev และ J. Preskill, การเข้ารหัส qubit ในออสซิลเลเตอร์, การทบทวนทางกายภาพ A 64, 012310 (2001)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.64.012310

[20] W.-L. Ma, S. Puri, RJ Schoelkopf, MH Devoret, S. Girvin และ L. Jiang, การควบคุมควอนตัมของโหมดโบโซนิกด้วยวงจรตัวนำยิ่งยวด, Science Bulletin 66, 1789 (2021)
https://doi.org/10.1016/​j.scib.2021.05.024

[21] J. Niset, UL Andersen และ NJ Cerf, รหัสแก้ไขการลบควอนตัมที่เป็นไปได้ในการทดลองสำหรับตัวแปรต่อเนื่อง, Phys. รายได้ 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 และคณะ ความก้าวหน้าในการสื่อสารควอนตัมอวกาศ IET Quantum การสื่อสาร 2, 182 (2021).
https://​doi.org/​10.1049/​qtc2.12015

[23] R. Klesse, การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมโดยประมาณ, รหัสสุ่ม และความจุของช่องควอนตัม, Phys. ที่ ก.75 062315 (2007).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.75.062315

[24] P. Hayden, M. Horodecki, A. Winter และ J. Yard, วิธีการแยกส่วนสู่ความจุควอนตัม, Open Systems & Information Dynamics 15, 7 (2008)
https://doi.org/​10.1142/​S1230161208000043

[25] P. Hayden และ J. Preskill, Black holes as mirrors: quantum information inrandom subsystems, 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 และ NY Yao, การแย่งชิงและความซับซ้อนในเฟสสเปซ, Phys. ศธ.99, 062334 (2019).
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.99.062334

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

[28] ดูภาคผนวกสำหรับการตรวจสอบโดยสังเขปของการคำนวณสำหรับการแยกตัวแปรไม่ต่อเนื่องกับมิติจำกัดใดๆ

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

[30] B. Schumacher และ MA Nielsen, การประมวลผลข้อมูลควอนตัมและการแก้ไขข้อผิดพลาด, Phys. ฉบับที่ 54 พ.ศ. 2629 (พ.ศ. 1996)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.54.2629

[31] B. Schumacher และ MD Westmoreland, การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมโดยประมาณ, การประมวลผลข้อมูลควอนตัม 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 และ A. Winter, การรวมสถานะควอนตัมและข้อมูลเชิงลบ, การสื่อสารในฟิสิกส์คณิตศาสตร์ 269, 107 (2007)
https://doi.org/10.1007/​s00220-006-0118-x

[34] ส.ฉ่อย,ย.เบ้า,X.-L. Qi และ E. Altman การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมในการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณรบกวนและการเปลี่ยนเฟสที่เกิดจากการวัด Phys. รายได้ Lett 125, 030505 (2020).
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.030505

[35] B. Zhang และ Q. Zhuang, การก่อตัวพัวพันในเครือข่ายควอนตัมแบบสุ่มที่แปรผันต่อเนื่อง, npj Quantum Information 7, 1 (2021)
https://doi.org/​10.1038/​s41534-021-00370-w

[36] การออกแบบแบบรวมเป็นเซตย่อยของกลุ่มรวมที่ค่าเฉลี่ยตัวอย่างของพหุนามบางตัวในเซตนั้นตรงกับกลุ่มรวมทั้งหมด

[37] CE แชนนอน, ทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ของการสื่อสาร, วารสารทางเทคนิคของ The Bell system 27, 379 (1948)
https://doi.org/10.1002/​j.1538-7305.1948.tb01338.x

[38] MM Wilde, ทฤษฎีข้อมูลควอนตัม (สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, 2013)
https://doi.org/10.1017/​9781316809976

[39] B. Collins และ P. Śniady, การบูรณาการตามมาตรการ haar ในกลุ่มเอกภาพ, มุมฉาก และซิมเพล็กติก, การสื่อสารในฟิสิกส์คณิตศาสตร์ 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 และ L. Jiang ประสิทธิภาพและโครงสร้างของ single- รหัสโหมดบอสโซนิก Phys. รายได้ ก 97, 032346 (2018)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.97.032346

[41] K. Brádler และ C. Adami, Black holes as assonic gaussian channel, Phys. รายได้ ง. 92, 025030 (2015)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevD.92.025030

อ้างโดย

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก วารสารควอนตัม

การยอมรับควอนตัมนอกเหนือจากอะเดียแบติกของควอนตัมดอทเซมิคอนดักเตอร์ที่ความถี่สูง: การคิดใหม่ของการสะท้อนแสงเป็นโพลารอนไดนามิกส์

โหนดต้นทาง: 1958266
ประทับเวลา: Mar 21, 2024