Kísérleti kommunikáció kvantumcsatornák szuperpozíciójával

Kísérleti kommunikáció kvantumcsatornák szuperpozíciójával

Időbélyeg: 3. október 2023. 7:55
Forrás csomópont: 2919186

Arthur OT Pang1, Noah Lupu-Gladstein1, Hugo Ferretti1, Y. Batuhan Yilmaz1, Aharon Brodutch1,2és Aephraim M. Steinberg1,3

1Fizikai Tanszék és Kvantuminformációs Központ Kvantumszabályozási Egyetem, Toronto, 60 St George St, Toronto, Ontario, M5S 1A7, Kanada
2IonQ Canada Inc. 2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
3Canadian Institute for Advanced Research, Toronto, Ontario, M5G 1M1, Kanada

Érdekesnek találja ezt a cikket, vagy szeretne megvitatni? Scite vagy hagyjon megjegyzést a SciRate-en.

Absztrakt

Az információs kapacitás növelése a csatornák koherens vezérlésén keresztül az utóbbi időben nagy figyelmet kapott, a csatorna ok-okozati sorrendjének, a csatorna szuperpozícióinak és az információs kódolásnak a koherens szabályozásának hatását feltáró munka során. A csatornák koherens vezérlése szükségessé teszi a csatornaleírás nem triviális kiterjesztését, ami a qubit csatornák egymásra helyezéséhez egyenértékű a csatorna kibővítésével a qutritek hatásához. Itt feltárjuk a csatornák szuperpozíciójának kapacitásnövelésének természetét, összehasonlítva a maximális koherens információt a depolarizáló qubit csatornákon és a releváns szuperponált és qutrit csatornákon keresztül. Megmutatjuk, hogy a kiterjesztett qutrit csatorna leírása önmagában is elegendő a kapacitásnövelés magyarázatához szuperpozíció használata nélkül.

Népszerű összefoglaló

A kommunikációs csatornák kvantumvezérlése a csatornakapacitás váratlan növekedését eredményezheti. Ebben a cikkben kísérletileg szuperponáltunk két nulla kapacitású qubit csatornát, amelyekben egy qubit szabályozza, hogy melyik csatornán keresztül kerüljön továbbításra az információ. Itt megmutatjuk, hogy az információ továbbításának elmulasztása egy adott csatornán is egy olyan szabadságfok, amely képes információt továbbítani. A csatornák egymásra helyezése az egyik módja annak, hogy ezt a szabadságfokot használjuk az információtovábbításhoz. Ebben a cikkben megvitatjuk azokat a feltételeket, ahol ez a többletszabadság-fok segítheti az információtovábbítást, valamint a szuperpozícióból eredő csatorna jellegét.

► BibTeX adatok

► Referenciák

[1] Daniel Ebler, Sina Salek és Giulio Chiribella. „Megerősített kommunikáció a határozatlan ok-okozati sorrend segítségével”. Physical Review Letters 120 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.120502

[2] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti és Benoit Valiron. „Kvantumszámítások határozott oksági struktúra nélkül”. Fizikai áttekintés A – Atom-, molekula- és optikai fizika 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 és Gustavo Lima. „Számítási előny a fotonikus kapuk több időbeli rendjének kvantum-szuperpozíciójából”. PRX Quantum 2 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero és AG White. „Kommunikációs kapacitás növelése a sorrend szuperpozíciójával”. 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 és Philip Walther. „Egy határozatlan ok-okozati sorrend kísérleti ellenőrzése”. 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 és Giulio Chiribella. „Kvantuminformáció kísérleti továbbítása oksági sorrendek szuperpozíciójával”. 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 és Philip Walther. „Kvantumkapuk rendjének kísérleti szuperpozíciója”. 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 és Philip Walther. „Kísérleti kvantumkommunikáció javítása pályák egymásra helyezésével”. Physical Review Research 3 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.013093

[9] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas és Juan Ariel Levenson. „Kommunikáció javítása n csatorna kvantumkoherens vezérlésével határozatlan ok-okozati forgatókönyvben”. 21. entrópia (2019).
https://​/​doi.org/​10.3390/​e21101012

[10] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas és Juan Ariel Levenson. „Klasszikus információ küldése három zajos csatornán keresztül az ok-okozati sorrendek szuperpozíciójában”. Fizikai Szemle A 101 (2020).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.101.012346

[11] Giulio Chiribella és Hlér Kristjánsson. „Kvantum Shannon elmélet a pályák szuperpozícióival”. 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 és Guruprasad Kar. „A határozatlan oksági sorrend tökéletes kvantumkommunikációt tesz lehetővé nulla kapacitású csatornákkal”. New Journal of Physics 23 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] Giulio Chiribella, Matt Wilson és HF Chau. „Kvantum- és klasszikus adatátvitel teljesen depolarizáló csatornákon, ciklikus rendek szuperpozíciójában”. Physical Review Letters 127 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim, Michal Sedlak, Kratveer Singh és Arun Kumar Pati. „Klasszikus kommunikáció határozatlan oksági sorrenddel n teljesen depolarizáló csatornára”. Fizikai Szemle A 103 (2021).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.103.062610

[15] N. Gisin, N. Linden, S. Massar és S. Popescu. „Hibaszűrés és összefonódás-tisztítás a kvantumkommunikációhoz”. Fizikai áttekintés A – Atom-, molekula- és optikai fizika 72 (2005).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.72.012338

[16] Daniel KL Oi. „Kvantumcsatornák zavarása”. Physical Review Letters 91 (2003).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.91.067902

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla és Cyril Branciard. „Kommunikáció a kvantumcsatornák koherens vezérlésével”. Quantum 4 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] Philippe Allard Guérin, Giulia Rubino és Časlav Brukner. „Kommunikáció kvantumvezérelt zajon keresztül”. Fizikai Szemle 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 és Philip Walther. „Kísérleti kétirányú kommunikáció egy fotonnal”. Advanced Quantum Technologies 2 (2019).
https://​/​doi.org/​10.1002/​qute.201900050

[20] Flavio Del Santo és Borivoje Dakić. „Kétirányú kommunikáció egyetlen kvantumrészecskével”. Physical Review Letters 120, 1–5 (2018).
https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.060503

[21] Mateus Araújo, Adrien Feix, Fabio Costa és Časlav Brukner. „A kvantumáramkörök nem irányíthatnak ismeretlen műveleteket”. New Journal of Physics 16 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

[22] Teiko Heinosaari és Takayuki Miyadera. „A kvantumcsatornák összeférhetetlensége”. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 50 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa5f6b

[23] Cristhiano Duarte, Lorenzo Catani és Raphael C. Drumond. „A kvantumcsatornák kompatibilitása és oszthatósága”. International Journal of Theoretical Physics 61 (2022).
https://​/​doi.org/​10.1007/​s10773-022-05165-z

[24] John Watrous. „A kvantuminformáció elmélete”. 8. fejezet Cambridge University Press. (2018).
https://​/​doi.org/​10.1017/​9781316848142

Idézi

[1] Michael Antesberger, Marco Túlio Quintino, Philip Walther és Lee A. Rozema, „Magasabb rendű folyamatmátrix tomográfia egy passzívan stabil kvantumkapcsolóról”, arXiv: 2305.19386, (2023).

A fenti idézetek innen származnak SAO/NASA HIRDETÉSEK (utolsó sikeres frissítés: 2023-10-06 00:18:24). Előfordulhat, hogy a lista hiányos, mivel nem minden kiadó ad megfelelő és teljes hivatkozási adatokat.

On Crossref által idézett szolgáltatás művekre hivatkozó adat nem található (utolsó próbálkozás 2023-10-06 00:18:23).

Ez a tanulmány a Quantumban jelent meg Creative Commons Nevezd meg 4.0 International (CC BY 4.0) engedély. A szerzői jog az eredeti szerzői jog tulajdonosainál marad, például a szerzőknél vagy intézményeiknél.

Időbélyeg:

Még több Quantum Journal