Vereinheitlichung verschiedener Vorstellungen von Quanteninkompatibilität in einer strengen Hierarchie von Ressourcentheorien der Kommunikation

Vereinheitlichung verschiedener Vorstellungen von Quanteninkompatibilität in einer strengen Hierarchie von Ressourcentheorien der Kommunikation

Quellknoten: 2706856

Francesco Buscemi1, Kodai Kobayashi1, Shintaro Minagawa1, Paolo Perinotti2,3 und Alessandro Tosini2,3

1Abteilung für Mathematische Informatik, Universität Nagoya, Furo-cho, Chikusa-ku, 464-8601 Nagoya, Japan
2QUIT-Gruppe, Fachbereich Physik, Universität Pavia, via Bassi 6, 27100 Pavia, Italien
3INFN Sezione di Pavia, via Bassi 6, 27100 Pavia, Italien

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Abstrakt

Während hinsichtlich der Definition inkompatibler POVMs allgemeiner Konsens besteht, findet man auf der Ebene der Instrumente eine viel weniger klare Situation vor, mit mathematisch unterschiedlichen und logisch unabhängigen Definitionen der Inkompatibilität. Hier schließen wir diese Lücke, indem wir den Begriff der $q-Kompatibilität$ einführen, der verschiedene Vorstellungen von POVMs, Kanälen und Instrumenteninkompatibilität in einer Hierarchie von Ressourcentheorien der Kommunikation zwischen getrennten Parteien vereint. Die Ressourcentheorien, die wir erhalten, sind $vollständig$ in dem Sinne, dass sie vollständige Familien freier Operationen und Monotone enthalten, die notwendige und ausreichende Bedingungen für die Existenz einer Transformation bereitstellen. Darüber hinaus ist unser Rahmen vollständig $operational$, in dem Sinne, dass freie Transformationen explizit durch lokale Operationen charakterisiert werden, die durch kausal eingeschränkte gerichtete klassische Kommunikation unterstützt werden, und alle Monotonen eine spieltheoretische Interpretation besitzen, die sie im Prinzip experimentell messbar macht. Auf diese Weise sind wir in der Lage, im Hinblick auf informationstheoretische Ressourcen genau zu bestimmen, woraus jeder Begriff der Inkompatibilität besteht.

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