Komunikasi Eksperimental Melalui Superposisi Saluran Kuantum

Komunikasi Eksperimental Melalui Superposisi Saluran Kuantum

Stempel Waktu: 3 Oktober 2023 7:55
Node Sumber: 2919186

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

1Departemen Fisika dan Pusat Informasi Kuantum Kontrol Kuantum Universitas Toronto, 60 St George St, Toronto, Ontario, M5S 1A7, Kanada
2IonQ Canada Inc.2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
3Institut Penelitian Lanjutan Kanada, Toronto, Ontario, M5G 1M1, Kanada

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Peningkatan kapasitas informasi melalui pengendalian saluran yang koheren telah menarik banyak perhatian akhir-akhir ini, dengan penelitian yang mengeksplorasi pengaruh pengendalian koheren terhadap tatanan sebab-akibat saluran, superposisi saluran, dan pengkodean informasi. Mengontrol saluran secara koheren memerlukan perluasan deskripsi saluran yang tidak sepele, yang untuk menempatkan saluran qubit, setara dengan memperluas saluran untuk bertindak pada qutrit. Di sini kita mengeksplorasi sifat peningkatan kapasitas untuk superposisi saluran dengan membandingkan informasi koheren maksimum melalui saluran qubit depolarisasi dan saluran superposisi dan qutrit yang relevan. Kami menunjukkan bahwa deskripsi saluran qutrit yang diperluas sudah cukup untuk menjelaskan peningkatan kapasitas tanpa menggunakan superposisi.

Ringkasan populer

Kontrol kuantum saluran komunikasi dapat mengakibatkan peningkatan kapasitas saluran yang tidak terduga. Dalam makalah ini, kami secara eksperimental menempatkan dua saluran qubit berkapasitas nol, di mana qubit mengontrol saluran mana yang dilalui informasi. Kami tunjukkan di sini bahwa tidak mengirimkan informasi melalui saluran tertentu juga merupakan tingkat kebebasan yang dapat mengirimkan informasi. Saluran superposisi adalah salah satu cara untuk menggunakan tingkat kebebasan ini untuk mengirimkan informasi. Dalam makalah ini, kami membahas kondisi di mana derajat kebebasan ekstra ini dapat membantu transmisi informasi dan sifat saluran yang dihasilkan dari superposisi.

► data BibTeX

► Referensi

[1] Daniel Ebler, Sina Salek, dan Giulio Chiribella. “Komunikasi yang ditingkatkan dengan bantuan tatanan sebab akibat yang tidak terbatas”. Surat Tinjauan Fisik 120 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[2] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti, dan Benoit Valiron. “Perhitungan kuantum tanpa struktur sebab akibat yang pasti”. Tinjauan Fisika A – Fisika Atom, Molekuler, dan Optik 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, dan Gustavo Lima. “Keuntungan komputasi dari superposisi kuantum beberapa tatanan temporal gerbang fotonik”. PRX Kuantum 2 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero, dan AG White. “Meningkatkan kapasitas komunikasi melalui superposisi keteraturan”. Penelitian Tinjauan Fisik 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, dan Philip Walther. “Verifikasi eksperimental atas tatanan sebab akibat yang tidak terbatas”. Kemajuan Sains 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, dan Giulio Chiribella. “Transmisi eksperimental informasi kuantum menggunakan superposisi tatanan sebab akibat”. Surat Tinjauan Fisik 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, dan Philip Walther. "Superposisi eksperimental tatanan gerbang kuantum". Komunikasi Alam 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, dan Philip Walther. “Peningkatan komunikasi kuantum eksperimental dengan menempatkan lintasan”. Penelitian Tinjauan Fisik 3 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093

[9] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas, dan Juan Ariel Levenson. “Peningkatan komunikasi melalui kontrol koheren kuantum dari n saluran dalam skenario tatanan sebab akibat yang tidak terbatas”. Entropi 21 (2019).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21101012

[10] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas, dan Juan Ariel Levenson. “Mengirimkan informasi klasik melalui tiga saluran berisik dalam superposisi tatanan sebab akibat”. Review Fisik A 101 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012346

[11] Giulio Chiribella dan Hlér Kristjánsson. “Teori kuantum shannon dengan superposisi lintasan”. Prosiding Royal Society A: Ilmu Matematika, Fisika dan Teknik 475 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2018.0903

[12] Giulio Chiribella, Manik Banik, Beberapa Sankar Bhattacharya, Tamal Guha, Mir Alimuddin, Arup Roy, Sutapa Saha, Sristy Agrawal, dan Guruprasad Kar. “Urutan sebab akibat yang tidak terbatas memungkinkan komunikasi kuantum sempurna dengan saluran berkapasitas nol”. Jurnal Fisika Baru 23 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] Giulio Chiribella, Matt Wilson, dan HF Chau. “Transmisi data kuantum dan klasik melalui saluran depolarisasi sepenuhnya dalam superposisi tatanan siklik”. Surat Tinjauan Fisik 127 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim, Michal Sedlak, Kratveer Singh, dan Arun Kumar Pati. “Komunikasi klasik dengan urutan sebab akibat yang tidak terbatas untuk n saluran yang sepenuhnya terdepolarisasi”. Review Fisik A 103 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062610

[15] N. Gisin, N. Linden, S. Massar, dan S. Popescu. “Penyaringan kesalahan dan pemurnian keterjeratan untuk komunikasi kuantum”. Tinjauan Fisika A – Fisika Atom, Molekuler, dan Optik 72 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012338

[16] Daniel KL Oi. “Interferensi saluran kuantum”. Surat Tinjauan Fisik 91 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.067902

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla, dan Cyril Branciard. “Komunikasi melalui kontrol saluran kuantum yang koheren”. Kuantum 4 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] Philippe Allard Guérin, Giulia Rubino, dan Časlav Brukner. “Komunikasi melalui kebisingan yang dikendalikan kuantum”. Tinjauan Fisik 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, dan Philip Walther. “Komunikasi dua arah eksperimental dengan satu foton”. Teknologi Kuantum Tingkat Lanjut 2 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900050

[20] Flavio Del Santo dan Borivoje Dakić. “Komunikasi dua arah dengan satu partikel kuantum”. Tinjauan Fisik Surat 120, 1–5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.060503

[21] Mateus Araújo, Adrien Feix, Fabio Costa, dan Časlav Brukner. “Sirkuit kuantum tidak dapat mengontrol operasi yang tidak diketahui”. Jurnal Fisika Baru 16 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

[22] Teiko Heinosaari dan Takayuki Miyadera. “Ketidakcocokan saluran kuantum”. Jurnal Fisika A: Matematika dan Teoritis 50 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa5f6b

[23] Cristhiano Duarte, Lorenzo Catani, dan Raphael C. Drumond. “Menghubungkan kompatibilitas dan pembagian saluran kuantum”. Jurnal Internasional Fisika Teoritis 61 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05165-z

[24] John Watrous. “Teori informasi kuantum”. Bab 8. Pers Universitas Cambridge. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

Dikutip oleh

[1] Michael Antesberger, Marco Túlio Quintino, Philip Walther, dan Lee A. Rozema, “Tomografi Matriks Proses Tingkat Tinggi dari Quantum SWITCH yang stabil secara pasif”, arXiv: 2305.19386, (2023).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-10-06 00:18:24). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

On Layanan dikutip-oleh Crossref tidak ada data tentang karya mengutip ditemukan (upaya terakhir 2023-10-06 00:18:23).

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum