Dolaşmış kubitleri simüle etmek için minimum iletişim maliyeti

Dolaşmış kubitleri simüle etmek için minimum iletişim maliyeti

Zaman Damgası: 24 Ekim 2023 10:17

Martin J. Renner1,2 ve Marco Tulio Quintino3,2,1

1Viyana Üniversitesi, Fizik Fakültesi, Viyana Kuantum Bilimi ve Teknolojisi Merkezi (VCQ), Boltzmanngasse 5, 1090 Viyana, Avusturya
2Kuantum Optik ve Kuantum Bilgi Enstitüsü (IQOQI), Avusturya Bilimler Akademisi, Boltzmanngasse 3, 1090 Viyana, Avusturya
3Sorbonne Üniversitesi, CNRS, LIP6, F-75005 Paris, Fransa

Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.

Özet

Yerel projektif ölçümlerin istatistiklerini genel bir dolaşmış kübit çifti üzerinde yeniden oluşturmak için gereken klasik iletişim miktarını analiz ediyoruz, $|Psi_{AB}rangle=sqrt{p} |00rangle+sqrt{1-p} |11rangle$ (ile $1/2leq p leq 1$). Bir klasik trit ileterek tüm dolaşmış kubit çiftleri üzerindeki yerel projektif ölçümleri mükemmel bir şekilde simüle eden klasik bir protokol oluşturuyoruz. Ek olarak, $frac{2p(1-p)}{2p-1} log{left(frac{p}{1-p}right)}+2(1-p)leq1$ olduğunda, yaklaşık 0.835 $ leq p leq 1 $ ile yalnızca tek bir bitlik iletişim gerektiren klasik bir protokol sunuyoruz. İkinci model, dolaşma derecesinin sıfıra yaklaştığı ($p'den 1$'a) limitte sıfıra yaklaşan ortalama iletişim maliyetiyle mükemmel bir klasik simülasyona bile izin verir. Bu, zayıf şekilde dolaşmış kübit çiftlerini simüle etmenin iletişim maliyetinin, maksimum düzeyde dolaşmış olandan kesinlikle daha küçük olduğunu kanıtlıyor.

Dolaşmış kubitleri simüle etmek için minimum iletişim maliyeti PlatoBlockchain Veri Zekası. Dikey Arama. Ai.

Öne çıkan görsel: $textbf{a)}$ Alice ve Bob, dolaşmış bir kubit çifti üzerinde yerel projektif ölçümler gerçekleştiriyor $textbf{b)}$ Alice ve Bob, bu kuantum korelasyonlarını klasik kaynaklarla yeniden üretmek istiyor

[Gömülü içerik]

► BibTeX verileri

► Referanslar

[1] JS Bell, Einstein podolsky rosen paradoksu üzerine, Fizik Fiziği Fizika 1, 195–200 (1964).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysicsPhysiqueFizika.1.195

[2] AK Ekert, Bell teoremine dayalı kuantum kriptografisi, Phys. Rahip Lett. 67, 661–663 (1991).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.67.661

[3] A. Acín, N. Brunner, N. Gisin, S. Massar, S. Pironio ve V. Scarani, Toplu Saldırılara Karşı Cihazdan Bağımsız Kuantum Şifreleme Güvenliği, Phys. Rahip Lett. 98, 230501 (2007), arXiv:quant-ph/​0702152 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.230501
arXiv: kuant-ph / 0702152

[4] S. Pironio, A. Acín, S. Massar, AB de La Giroday, DN Matsukevich, P. Maunz, S. Olmschenk, D. Hayes, L. Luo, TA Manning ve C. Monroe, Bell teoremine göre onaylanmış rastgele sayılar , Nature 464, 1021–1024 (2010), arXiv:0911.3427 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature09008
arXiv: 0911.3427

[5] U. Vazirani ve T. Vidick, Tamamen cihazdan bağımsız kuantum anahtar dağıtımı, Phys. Rahip Lett. 113, 140501 (2014), arXiv:1210.1810 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.140501
arXiv: 1210.1810

[6] I. Šupić ve J. Bowles, Kuantum sistemlerinin kendi kendini test etmesi: bir inceleme, Quantum 4, 337 (2020), arXiv:1904.10042 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-09-30-337
arXiv: 1904.10042

[7] T. Maudlin, Bell'in eşitsizliği, bilgi aktarımı ve prizma modelleri, PSA: Bilim Felsefesi Derneği Bienal Toplantısı Bildirileri 1992, 404–417 (1992).
https://​/​doi.org/​10.1086/​psaprocbienmeetp.1992.1.192771

[8] G. Brassard, R. Cleve ve A. Tapp, Klasik İletişimle Kuantum Dolaşıklığını Tam Olarak Simüle Etmenin Maliyeti, Phys. Rahip Lett. 83, 1874–1877 (1999), arXiv:quant-ph/​9901035 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.83.1874
arXiv: kuant-ph / 9901035

[9] M. Steiner, Yerel olmayan bilgi aktarımının niceliğine doğru: sonlu bit yerel olmayan, Physics Letters A 270, 239–244 (2000), arXiv:quant-ph/​9902014 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(00)00315-7
arXiv: kuant-ph / 9902014

[10] NJ Cerf, N. Gisin ve S. Massar, Bir Kuantum Bitinin Klasik Işınlanması, Phys. Rahip Lett. 84, 2521–2524 (2000), arXiv:quant-ph/​9906105 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.84.2521
arXiv: kuant-ph / 9906105

[11] AK Pati, Bir kubitin uzaktan hazırlanması ve ölçümü için minimum klasik bit, Phys. Rev. A 63, 014302 (2000), arXiv:quant-ph/​9907022 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.014302
arXiv: kuant-ph / 9907022

[12] S. Massar, D. Bacon, NJ Cerf ve R. Cleve, Yerel gizli değişkenler olmadan kuantum dolaşmanın klasik simülasyonu, Phys. Rev. A 63, 052305 (2001), arXiv:quant-ph/​0009088 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.63.052305
arXiv: kuant-ph / 0009088

[13] BF Toner ve D. Bacon, Zil Korelasyonlarını Simüle Etmenin İletişim Maliyeti, Phys. Rahip Lett. 91, 187904 (2003), arXiv:quant-ph/​0304076 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.187904
arXiv: kuant-ph / 0304076

[14] D. Bacon ve BF Toner, Yardımcı İletişimle Bell Eşitsizlikleri, Phys. Rahip Lett. 90, 157904 (2003), arXiv:quant-ph/​0208057 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.90.157904
arXiv: kuant-ph / 0208057

[15] J. Degorre, S. Laplante ve J. Roland, Dağıtılmış örnekleme problemi olarak kuantum korelasyonlarının simüle edilmesi, Phys. Rev. A 72, 062314 (2005), arXiv:quant-ph/​0507120 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.062314
arXiv: kuant-ph / 0507120

[16] J. Degorre, S. Laplante ve J. Roland, Herhangi bir iki parçalı kuantum durumunda iz bırakmayan ikili gözlemlenebilirlerin klasik simülasyonu, Phys. Rev. A 75, 012309 (2007), arXiv:quant-ph/​0608064 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.012309
arXiv: kuant-ph / 0608064

[17] O. Regev ve B. Toner, Sonlu iletişimle kuantum korelasyonlarını simüle etmek, SIAM Journal on Computing 39, 1562–1580 (2010), arXiv:0708.0827 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1137 / 080723909
arXiv: 0708.0827

[18] C. Branciard ve N. Gisin, Greenberger-Horne-Zeilinger Kuantum Korelasyonlarının Yerel Olmamasının Sınırlı İletişim Simülasyon Protokolüyle Ölçülmesi, Phys. Rahip Lett. 107, 020401 (2011), arXiv:1102.0330 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.107.020401
arXiv: 1102.0330

[19] C. Branciard, N. Brunner, H. Buhrman, R. Cleve, N. Gisin, S. Portmann, D. Rosset ve M. Szegedy, Sınırlı İletişim ile Dolaşma Değişiminin Klasik Simülasyonu, Phys. Rahip Lett. 109, 100401 (2012), arXiv:1203.0445 [kuant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.100401
arXiv: 1203.0445

[20] K. Maxwell ve E. Chitambar, İletişim yardımı ile Bell eşitsizlikleri, Phys. Rev. A 89, 042108 (2014), arXiv:1405.3211 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.89.042108
arXiv: 1405.3211

[21] G. Brassard, L. Deroye ve C. Gravel, Kuantum mekaniksel ghz dağılımının tam klasik simülasyonu, IEEE Transactions on Information Theory 62, 876–890 (2016), arXiv:1303.5942 [cs.IT].
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2015.2504525
arXiv: 1303.5942

[22] G. Brassard, L. Deroye ve C. Gravel, Genel Dolaşma Simülasyonuna Uygulamalarla Uzaktan Örnekleme, Entropy 21, 92 (2019), arXiv:1807.06649 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21010092
arXiv: 1807.06649

[23] E. Zambrini Cruzeiro ve N. Gisin, Bell Inequalities with One Bit of Communication, Entropy 21, 171 (2019), arXiv:1812.05107 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21020171
arXiv: 1812.05107

[24] MJ Renner, A. Tavakoli ve MT Quintino, Bir Qubit İletmenin Klasik Maliyeti, Phys. Rahip Lett. 130, 120801 (2023), arXiv:2207.02244 [kuant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.130.120801
arXiv: 2207.02244

[25] N. Brunner, N. Gisin ve V. Scarani, Dolaşma ve yerel olmama farklı kaynaklardır, New Journal of Physics 7, 88 (2005), arXiv:quant-ph/​0412109 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​7/​1/​088
arXiv: kuant-ph / 0412109

[26] NJ Cerf, N. Gisin, S. Massar ve S. Popescu, İletişim Olmadan Maksimum Kuantum Dolaşıklığını Simüle Etmek, Phys. Rahip Lett. 94, 220403 (2005), arXiv:quant-ph/​0410027 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.220403
arXiv: kuant-ph / 0410027

[27] PH Eberhard, Boşluksuz bir Einstein-Podolsky-Rosen deneyi için gereken arka plan düzeyi ve karşı verimlilikler, Phys. Rev. A 47, R747–R750 (1993).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.47.R747

[28] A. Cabello ve J.-Å. Larsson, Boşluksuz Atom-Foton Zili Deneyi için Minimum Tespit Verimliliği, Phys. Rahip Lett. 98, 220402 (2007), arXiv:quant-ph/​0701191 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.220402
arXiv: kuant-ph / 0701191

[29] N. Brunner, N. Gisin, V. Scarani ve C. Simon, Asimetrik Çan Deneylerinde Tespit Kaçakları, Phys. Rahip Lett. 98, 220403 (2007), arXiv:quant-ph/​0702130 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.220403
arXiv: kuant-ph / 0702130

[30] M. Araújo, MT Quintino, D. Cavalcanti, MF Santos, A. Cabello ve MT Cunha, Keyfi olarak düşük fotodedeksiyon verimliliği ve homodin ölçümleri ile Bell eşitsizliği testleri, Phys. Rev. A 86, 030101 (2012), arXiv:1112.1719 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.030101
arXiv: 1112.1719

[31] S. Kochen ve EP Specker, Kuantum mekaniğinde gizli değişkenler sorunu, Journal of Mathematics and Mechanics 17, 59–87 (1967).
http: / / www.jstor.org/ kararlı / 24902153

[32] N. Gisin ve B. Gisin, Tespit boşluğundan yararlanan kuantum korelasyonunun yerel gizli değişken modeli, Physics Letters A 260, 323–327 (1999), arXiv:quant-ph/​9905018 [quant-ph].
https:/​/​doi.org/​10.1016/​S0375-9601(99)00519-8
arXiv: kuant-ph / 9905018

[33] N. Gisin, Bell'in eşitsizliği tüm çarpım dışı durumlar için geçerlidir, Physics Letters A 154, 201–202 (1991).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0375-9601(91)90805-I

[34] AC Elitzur, S. Popescu ve D. Rohrlich, Bir topluluktaki her çift için Kuantum yerelsizliği, Physics Letters A 162, 25–28 (1992).
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0375-9601(92)90952-I

[35] J. Barrett, A. Kent ve S. Pironio, Maksimum Yerel Olmayan ve Tek Eşli Kuantum Korelasyonları, Phys. Rahip Lett. 97, 170409 (2006), arXiv:quant-ph/​0605182 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.97.170409
arXiv: kuant-ph / 0605182

[36] S. Portmann, C. Branciard ve N. Gisin, Tüm saf iki kubitlik durumların yerel içeriği, Phys. Rev. A 86, 012104 (2012), arXiv:1204.2982 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.86.012104
arXiv: 1204.2982

[37] P. Sidajaya, A. Dewen Lim, B. Yu ve V. Scarani, Tek Bit İletişim ile Dolaşmış Durumların Simülasyonuna Sinir Ağı Yaklaşımı, arXiv e-prints (2023), arXiv:2305.19935 [quant-ph].
arXiv: 2305.19935

[38] N. Gisin ve F. Fröwis, Kuantum temellerinden uygulamalara ve geriye, Londra Kraliyet Cemiyeti'nin Felsefi İşlemleri Seri A 376, 20170326 (2018), arXiv:1802.00736 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1098 / rsta.2017.0326
arXiv: 1802.00736

[39] G. Brassard, Kuantum iletişim karmaşıklığı, Fiziğin Temelleri 33, 1593–1616 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1023 / A: 1026009100467

[40] N. Brunner, D. Cavalcanti, S. Pironio, V. Scarani ve S. Wehner, Bell yerel olmaması, Reviews of Modern Physics 86, 419–478 (2014), arXiv:1303.2849 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / revmodphys.86.419
arXiv: 1303.2849

[41] V. Scarani, İki parçalı kübit ve kutrit korelasyonlarının yerel ve yerel olmayan içeriği, Phys. Rev. A 77, 042112 (2008), arXiv:0712.2307 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.042112
arXiv: 0712.2307

[42] C. Branciard, N. Gisin ve V. Scarani, İki parçalı kübit korelasyonlarının yerel içeriği, Phys. Rev. A 81, 022103 (2010), arXiv:0909.3839 [quant-ph].
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.022103
arXiv: 0909.3839

Alıntılama

[1] Armin Tavakoli, “Dolaşık kübitlerin klasik fiyat etiketi”, Kuantum Görüntüleme 7, 76 (2023).

[2] István Márton, Erika Bene, Péter Diviánszky ve Tamás Vértesi, "Kuantum sözde telepati ile ve kuantum olmadan bir bitlik iletişimi yenmek", arXiv: 2308.10771, (2023).

[3] Peter Sidajaya, Aloysius Dewen Lim, Baichu Yu ve Valerio Scarani, “Bir Bit İletişim ile Dolaşmış Durumların Simülasyonuna Sinir Ağı Yaklaşımı”, arXiv: 2305.19935, (2023).

Yukarıdaki alıntılar Crossref'in alıntı yaptığı hizmet (son başarıyla 2023-10-28 02:31:07) güncellendi ve SAO / NASA REKLAMLARI (son başarıyla 2023-10-28 02:31:08) güncellendi. Tüm yayıncılar uygun ve eksiksiz alıntı verisi sağlamadığından liste eksik olabilir.

Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.

Zaman Damgası:

Den fazla Kuantum Günlüğü