Класичне моделювання каналів зв'язку PlatoBlockchain Data Intelligence. Вертикальний пошук. Ai.

Класичне моделювання каналів зв'язку

Петер Е. Френкель

Університет Етвёша Лоранда, Pázmány Péter sétány 1/C, Будапешт, 1117 Угорщина
Інститут Реньї, Будапешт, Reáltanoda u. 13-15, 1053 Угорщина

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Ми досліджуємо, чи можна певні некласичні канали зв'язку моделювати за допомогою класичного каналу з заданою кількістю станів і заданою «кількістю» шуму. Доведено, що будь-який зашумлений квантовий канал може бути змодельований відповідним класичним каналом з «такою ж кількістю» шуму. Вивчається також класичне моделювання загальних імовірнісних каналів.

Протокол зв’язку з $l$ можливих входів і $k$ можливих виходів може бути описаний матрицею переходу $A=(a_{ij})in [0,1]^{ktimes l}$, де $a_{ij} $ — це умовна ймовірність виходу $i$, якщо вхід дорівнює $j$. Це стохастична матриця, тобто всі записи є невід’ємними, а сума кожного стовпця дорівнює 1: для всіх $j$ ми маємо $sum_{i=1}^ka_{ij}=1$. Канал зв'язку може бути описаний набором матриць переходів, які він надає. Канал Q може бути змодельований за допомогою каналу C, якщо всі матриці переходів, надані Q, є опуклими комбінаціями матриць переходів, наданих C. Такі опуклі комбінації природно зустрічаються в теорії інформації; вони відповідають тому, що відправник і одержувач мають доступ до (необмеженої) спільної випадковості. Відношення «можна моделювати» є, очевидно, рефлексивним і транзитивним. Два канали еквівалентні, якщо кожен може бути імітований іншим.

Неважко побачити, що класичний канал із $n$ станами може бути змодельований квантовим каналом рівня $n$. Згідно з теоремою Вайнера та цього автора, має місце і зворотне. У цій статті йдеться про варіанти цієї теореми для загальних імовірнісних каналів і для квантових каналів із шумом. Ми також обговорюємо безшумну класичну симуляцію зашумлених каналів і представляємо відкриту проблему, що попередньо пов’язує класичну симуляцію квантових каналів з більш традиційним способом порівняння ефективності класичної та квантової комунікації, що включає ентропію фон Неймана, взаємну інформацію та нерівність Холево.

► Дані BibTeX

► Список літератури

[1] Р. Б. Бапат: Змішані дискримінанти позитивних напіввизначених матриць. Лінійна алгебра 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] Мікеле Далл'Арно, Сара Брандсен, Алессандро Тосіні, Франческо Бушемі та Влатко Ведрал: принцип відсутності гіперсигналів, Phys. Преподобний Летт. 119 (2017), 020401. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.119.020401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.119.020401

[3] Браян Дуліттл, Ерік Читамбар: Сертифікація вартості класичного моделювання квантового каналу, Phys. Rev. Research 3, 043073. https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043073.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043073

[4] PE Frenkel і M. Weiner: Класичне зберігання інформації в квантовій системі $n$-рівня, Комунікації в математичній фізиці 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: Межі кількості інформації, що передається квантовим каналом зв'язку, Пробл. Передачі інф., 9:3 (1973), 3–11; Проблеми Інформ. Передача, 9:3 (1973), 177–183.

[6] Л. Ловас і М. Д. Пламмер: Теорія відповідності. Північна Голландія, 1986.

[7] Кейдзі Мацумото, Ген Кімура: Інформаційно-індукована асиметрія простору станів з огляду на загальні ймовірнісні теорії, https:/​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162.
https://​/​doi.org/​10.48550/​arXiv.1802.01162

Цитується

[1] Péter E. Frenkel і Mihály Weiner, “Про допомогу заплутування безшумному класичному каналу”, arXiv: 2103.08567.

[2] Ліві Леппяярві, «Симуляція вимірювання та несумісність у квантовій теорії та інших операційних теоріях», arXiv: 2106.03588.

Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2022-07-24 14:10:15). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.

On Служба, на яку посилається Crossref даних про цитування робіт не знайдено (остання спроба 2022-07-24 14:10:13).

Часова мітка:

Більше від Квантовий журнал