Πειραματική επικοινωνία μέσω υπέρθεσης κβαντικών καναλιών

Πειραματική επικοινωνία μέσω υπέρθεσης κβαντικών καναλιών

Χρονική σήμανση: 3 Οκτωβρίου 2023 7:55 π.μ.
Κόμβος πηγής: 2919186

Arthur OT Pang1, Νόα Λούπου-Γκλάντσταϊν1, Ούγκο Φερέτι1, Y. Batuhan Yilmaz1, Aharon Brodutch1,2, και Aephraim M. Steinberg1,3

1Τμήμα Φυσικής και Κέντρο Κβαντικών Πληροφοριών Κβαντικός Ελέγχος Πανεπιστήμιο του Τορόντο, 60 St George St, Τορόντο, Οντάριο, M5S 1A7, Καναδάς
2IonQ Canada Inc. 2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
3Canadian Institute for Advanced Research, Τορόντο, Οντάριο, M5G 1M1, Καναδάς

Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.

Περίληψη

Η ενίσχυση της χωρητικότητας πληροφοριών μέσω του συνεκτικού ελέγχου των καναλιών έχει προσελκύσει πολύ την προσοχή τελευταία, με την εργασία διερεύνησης της επίδρασης του συνεκτικού ελέγχου των αιτιακών παραγγελιών καναλιών, των υπερθέσεων καναλιών και της κωδικοποίησης πληροφοριών. Ο συνεκτικός έλεγχος καναλιών απαιτεί μια μη τετριμμένη επέκταση της περιγραφής του καναλιού, η οποία για την υπέρθεση καναλιών qubit ισοδυναμεί με την επέκταση του καναλιού ώστε να ενεργεί σε qutrits. Εδώ διερευνούμε τη φύση αυτής της ενίσχυσης χωρητικότητας για την υπέρθεση καναλιών συγκρίνοντας τη μέγιστη συνεκτική πληροφορία μέσω αποπολωτικών καναλιών qubit και σχετικών υπερτιθέμενων και qutrit καναλιών. Δείχνουμε ότι η περιγραφή του διευρυμένου καναλιού qutrit από μόνη της αρκεί για να εξηγήσει την ενίσχυση χωρητικότητας χωρίς καμία χρήση υπέρθεσης.

Δημοφιλή περίληψη

Ο κβαντικός έλεγχος των καναλιών επικοινωνίας μπορεί να οδηγήσει σε απροσδόκητη αύξηση της χωρητικότητας του καναλιού. Σε αυτό το άρθρο, υπερθέτουμε πειραματικά δύο κανάλια qubit μηδενικής χωρητικότητας, στα οποία ένα qubit ελέγχει από ποιο κανάλι μεταδίδεται η πληροφορία. Δείχνουμε εδώ ότι η μη μετάδοση πληροφοριών μέσω ενός συγκεκριμένου καναλιού είναι επίσης ένας βαθμός ελευθερίας που μπορεί να μεταδώσει πληροφορίες. Η υπέρθεση καναλιών είναι ένας τρόπος χρήσης αυτού του βαθμού ελευθερίας για τη μετάδοση πληροφοριών. Σε αυτό το άρθρο, συζητάμε τις συνθήκες όπου αυτός ο επιπλέον βαθμός ελευθερίας μπορεί να βοηθήσει στη μετάδοση πληροφοριών και τη φύση του καναλιού που προκύπτει από την υπέρθεση.

► Δεδομένα BibTeX

► Αναφορές

[1] Οι Daniel Ebler, Sina Salek και Giulio Chiribella. «Βελτιωμένη επικοινωνία με τη βοήθεια αόριστης αιτιακής τάξης». Physical Review Letters 120 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[2] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti και Benoit Valiron. «Κβαντικοί υπολογισμοί χωρίς καθορισμένη αιτιακή δομή». Physical Review A – Atomic, Molecular, and Optical Physics 88 (2013).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.022318

[3] Márcio M. Taddei, Jaime Cariñe, Daniel Martínez, Tania García, Nayda Guerrero, Alastair A. Abbott, Mateus Araújo, Cyril Branciard, Esteban S. Gómez, Stephen P. Walborn, Leandro Aolita και Gustavo Lima. «Υπολογιστικό πλεονέκτημα από την κβαντική υπέρθεση πολλαπλών χρονικών τάξεων φωτονικών πυλών». PRX Quantum 2 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero, and AG White. «Αύξηση της ικανότητας επικοινωνίας μέσω υπέρθεσης τάξης». Physical Review Research 2 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.033292

[5] Giulia Rubino, Lee A. Rozema, Adrien Feix, Mateus Araújo, Jonas M. Zeuner, Lorenzo M. Procopio, Časlav Brukner και Philip Walther. «Πειραματική επαλήθευση αόριστης αιτιακής σειράς». Science Advances 3 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1602589

[6] Yu Guo, Xiao Min Hu, Zhi Bo Hou, Huan Cao, Jin Ming Cui, Bi Heng Liu, Yun Feng Huang, Chuan Feng Li, Guang Can Guo και Giulio Chiribella. «Πειραματική μετάδοση κβαντικών πληροφοριών με χρήση υπέρθεσης αιτιακών τάξεων». Physical Review Letters 124 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.030502

[7] Lorenzo M. Procopio, Amir Moqanaki, Mateus Araújo, Fabio Costa, Irati Alonso Calafell, Emma G. Dowd, Deny R. Hamel, Lee A. Rozema, Časlav Brukner και Philip Walther. «Πειραματική υπέρθεση τάξεων κβαντικών πυλών». Nature Communications 6 (2015).
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms8913

[8] Giulia Rubino, Lee A. Rozema, Daniel Ebler, Hlér Kristjánsson, Sina Salek, Philippe Allard Guérin, Alastair A. Abbott, Cyril Branciard, Časlav Brukner, Giulio Chiribella και Philip Walther. «Πειραματική βελτίωση κβαντικής επικοινωνίας με υπέρθεση τροχιών». Physical Review Research 3 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093

[9] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas και Juan Ariel Levenson. «Βελτίωση επικοινωνίας μέσω κβαντικού συνεκτικού ελέγχου n καναλιών σε ένα σενάριο αόριστης αιτιακής τάξης». Εντροπία 21 (2019).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21101012

[10] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas και Juan Ariel Levenson. «Αποστολή κλασικών πληροφοριών μέσω τριών θορυβωδών καναλιών σε υπέρθεση αιτιακών εντολών». Φυσική Ανασκόπηση A 101 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012346

[11] Giulio Chiribella και Hlér Kristjánsson. «Κβαντική θεωρία Shannon με υπερθέσεις τροχιών». Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 475 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2018.0903

[12] Giulio Chiribella, Manik Banik, Some Sankar Bhattacharya, Tamal Guha, Mir Alimuddin, Arup Roy, Sutapa Saha, Sristy Agrawal και Guruprasad Kar. «Η αόριστη αιτιακή σειρά επιτρέπει την τέλεια κβαντική επικοινωνία με κανάλια μηδενικής χωρητικότητας». New Journal of Physics 23 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] Giulio Chiribella, Matt Wilson και HF Chau. «Κβαντική και κλασική μετάδοση δεδομένων μέσω εντελώς αποπολωτικών καναλιών σε μια υπέρθεση κυκλικών εντολών». Physical Review Letters 127 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim, Michal Sedlak, Kratveer Singh και Arun Kumar Pati. «Κλασική επικοινωνία με αόριστη αιτιακή σειρά για n εντελώς αποπολωτικά κανάλια». Φυσική Ανασκόπηση A 103 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062610

[15] N. Gisin, N. Linden, S. Massar και S. Popescu. «Σφάλμα φιλτραρίσματος και καθαρισμού εμπλοκής για κβαντική επικοινωνία». Physical Review A – Atomic, Molecular, and Optical Physics 72 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012338

[16] Daniel KL Oi. «Παρεμβολές κβαντικών καναλιών». Physical Review Letters 91 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.067902

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla και Cyril Branciard. «Επικοινωνία μέσω συνεκτικού ελέγχου των κβαντικών καναλιών». Quantum 4 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] Philippe Allard Guérin, Giulia Rubino και Časlav Brukner. «Επικοινωνία μέσω κβαντικού ελεγχόμενου θορύβου». Φυσική Ανασκόπηση A 99 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062317

[19] Francesco Massa, Amir Moqanaki, Ämin Baumeler, Flavio Del Santo, Joshua A. Kettlewell, Borivoje Dakić και Philip Walther. «Πειραματική αμφίδρομη επικοινωνία με ένα φωτόνιο». Advanced Quantum Technologies 2 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900050

[20] Flavio Del Santo και Borivoje Dakić. «Αμφίδρομη επικοινωνία με ένα μόνο κβαντικό σωματίδιο». Physical Review Letters 120, 1–5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.060503

[21] Mateus Araújo, Adrien Feix, Fabio Costa και Časlav Brukner. «Τα κβαντικά κυκλώματα δεν μπορούν να ελέγξουν άγνωστες λειτουργίες». New Journal of Physics 16 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

[22] Teiko Heinosaari και Takayuki Miyadera. «Ασυμβατότητα κβαντικών καναλιών». Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 50 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa5f6b

[23] Cristiano Duarte, Lorenzo Catani και Raphael C. Drumond. «Σχετική συμβατότητα και διαιρετότητα κβαντικών καναλιών». International Journal of Theoretical Physics 61 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05165-z

[24] Τζον Γουάτρους. «Η θεωρία της κβαντικής πληροφορίας». Κεφάλαιο 8. Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

Αναφέρεται από

[1] Michael Antesberger, Marco Túlio Quintino, Philip Walther και Lee A. Rozema, «Higher-order Process Matrix Tomography of a Passively-stable Quantum SWITCH», arXiv: 2305.19386, (2023).

Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2023-10-06 00:18:24). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.

On Η υπηρεσία παραπομπής του Crossref δεν βρέθηκαν δεδομένα σχετικά με την αναφορά έργων (τελευταία προσπάθεια 2023-10-06 00:18:23).

Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους

Σφραγίδα ώρας:

Περισσότερα από Quantum Journal