Menyatukan gagasan berbeda tentang ketidakcocokan kuantum ke dalam hierarki teori komunikasi sumber daya yang ketat

Menyatukan gagasan berbeda tentang ketidakcocokan kuantum ke dalam hierarki teori komunikasi sumber daya yang ketat

Node Sumber: 2706856

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

1Departemen Informatika Matematika, Universitas Nagoya, Furo-cho, Chikusa-ku, 464-8601 Nagoya, Jepang
2QUIT Group, Departemen Fisika, Universitas Pavia, via Bassi 6, 27100 Pavia, Italia
3INFN Sezione di Pavia, via Bassi 6, 27100 Pavia, Italia

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

Abstrak

Meskipun ada konsensus umum tentang definisi POVM yang tidak kompatibel, naik ke tingkat instrumen seseorang menemukan situasi yang jauh lebih tidak jelas, dengan definisi ketidakcocokan yang berbeda secara matematis dan independen secara logis. Di sini kami menutup celah ini dengan memperkenalkan gagasan $q-kompatibilitas$, yang menyatukan gagasan berbeda tentang POVM, saluran, dan ketidakcocokan instrumen ke dalam satu hierarki teori sumber daya komunikasi antara pihak-pihak yang terpisah. Teori sumber daya yang kami peroleh adalah $lengkap$, dalam arti bahwa mereka berisi keluarga lengkap dari operasi bebas dan monoton yang menyediakan kondisi yang diperlukan dan cukup untuk adanya transformasi. Selain itu, kerangka kerja kami sepenuhnya $operasional$, dalam arti bahwa transformasi bebas dicirikan secara eksplisit, dalam hal operasi lokal yang dibantu oleh komunikasi klasik terarah yang dibatasi secara kausal, dan semua monoton memiliki interpretasi teoretis permainan yang membuat mereka dapat diukur secara eksperimental pada prinsipnya. Dengan demikian kami dapat menunjukkan dengan tepat apa yang terdiri dari setiap gagasan ketidakcocokan, dalam hal sumber informasi-teoretis.

► data BibTeX

► Referensi

[1] Iwo Białynicki-Birula dan Jerzy Mycielski. Hubungan ketidakpastian untuk entropi informasi dalam mekanika gelombang. Komunikasi dalam Fisika Matematika, 44(2):129–132, 1975. URL: https:///​/​link.springer.com/​article/​10.1007/​BF01608825, doi:10.1007/​BF01608825.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01608825

[2] Mario Berta, Matthias Christandl, Roger Colbeck, Joseph M Renes, and Renato Renner. Prinsip ketidakpastian di hadapan memori kuantum. Fisika Alam, 6(9):659–662, 2010. URL: https://​/​www.nature.com/​articles/​nphys1734, doi:10.1038/​nphys1734.
https://​/​doi.org/​10.1038/​nphys1734
https: / / www.nature.com/articles / nphys1734

[3] Howard Barnum, Carlton M. Caves, Christopher A. Fuchs, Richard Jozsa, dan Benjamin Schumacher. Keadaan campuran nonkomuter tidak dapat disiarkan. Fisika. Rev.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.76.2818

[4] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani, and Stephanie Wehner. Bell nonlocality. Pendeta Mod. Phys., 86:419–478, Apr 2014. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.86.419, doi:10.1103/​RevModPhys.86.419.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.419

[5] Francesco Buscemi, Eric Chitambar, dan Wenbin Zhou. Lengkapi teori sumber daya ketidakcocokan kuantum sebagai programabilitas kuantum. Fisika. Lett., 124:120401, Mar 2020. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.124.120401, doi:10.1103/​PhysRevLett.124.120401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.120401

[6] Francesco Buscemi dan Nilanjana Datta. Kesetaraan antara keterbagian dan penurunan informasi yang monoton dalam proses stokastik klasik dan kuantum. Fisika. Rev. A, 93:012101, Jan 2016. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.93.012101, doi:10.1103/​PhysRevA.93.012101.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.012101

[7] Francesco Buscemi, Nilanjana Datta, and Sergii Strelchuk. Karakterisasi teoretis permainan dari saluran antidegradasi. Jurnal Fisika Matematika, 55(9):092202, 2014. arXiv:https://​/​doi.org/​10.1063/​1.4895918, doi:10.1063/​1.4895918.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4895918
arXiv: https: //doi.org/10.1063/1.4895918

[8] Francesco Buscemi dan Gilad Gour. Kurva lorenz relatif kuantum. Fisika. Rev. A, 95:012110, Jan 2017. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.95.012110, doi:10.1103/​PhysRevA.95.012110.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.012110

[9] Francesco Buscemi, Masahito Hayashi, and Michał Horodecki. Keseimbangan informasi global dalam pengukuran kuantum. Surat Tinjauan Fisik, 100(21):210504, 2008. URL: https:///​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.100.210504, doi:10.1103/​PhysRevLett.100.210504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.100.210504

[10] Francesco Buscemi, Michael JW Hall, Masanao Ozawa, and Mark M. Wilde. Kebisingan dan gangguan dalam pengukuran kuantum: pendekatan teoretis informasi. Surat Tinjauan Fisik, 112(5):050401, 2014. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.112.050401, doi:10.1103/​PhysRevLett.112.050401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.050401

[11] Francesco Buscemi, Kodai Kobayashi, and Shintaro Minagawa. Teori sumber daya ketajaman pengukuran yang lengkap dan operasional, 2023. arXiv:2303.07737.
arXiv: 2303.07737

[12] David Blackwell. Perbandingan Ekuivalen Eksperimen. The Annals of Mathematical Statistics, 24(2):265–272, 1953. URL: http://www.jstor.org/stable/2236332, doi:10.1214/​aoms/1177729032.
https: / / doi.org/ 10.1214 / aoms / 1177729032
http: / / www.jstor.org/ stable / 2236332

[13] Paul Busch, Pekka J. Lahti, and Peter Mittelstaedt. Teori Pengukuran Kuantum. Springer Berlin Heidelberg, 1996. doi:10.1007/​978-3-540-37205-9.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-3-540-37205-9

[14] Paul Busch, Pekka Lahti, dan Reinhard F. Werner. Kolokium: Quantum root-mean-square error dan hubungan ketidakpastian pengukuran. Pendeta Mod. Phys., 86:1261–1281, Des 2014. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.86.1261, doi:10.1103/​RevModPhys.86.1261.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.86.1261

[15] Francesco Buscemi, David Sutter, and Marco Tomamichel. Perlakuan informasi-teoretis dari dikotomi kuantum. Quantum, 3:209, Desember 2019. doi:10.22331/​q-2019-12-09-209.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-12-09-209

[16] Francesco Buscemi. Semua keadaan kuantum terjerat adalah nonlokal. Fisika. Lett., 108:200401, Mei 2012. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.108.200401, doi:10.1103/​PhysRevLett.108.200401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.108.200401

[17] Francesco Buscemi. Perbandingan model statistik kuantum: Kondisi yang setara untuk kecukupan. Komunikasi dalam Fisika Matematika, 310(3):625–647, 2012. doi:10.1007/​s00220-012-1421-3.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-012-1421-3

[18] Francesco Buscemi. Pernyataan seperti hukum kedua kuantum sepenuhnya dari teori perbandingan statistik, 2015. URL: https://​/​arxiv.org/​abs/​1505.00535, doi:10.48550/​ARXIV.1505.00535.
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.1505.00535
arXiv: 1505.00535

[19] Francesco Buscemi. Saluran yang dapat terdegradasi, saluran yang tidak terlalu berisik, dan morfisme statistik kuantum: Hubungan kesetaraan. Probl Inf Transm, 52:201–213, 2016. doi:10.1134/​S0032946016030017.
https: / / doi.org/ 10.1134 / S0032946016030017

[20] Francesco Buscemi. Teorema pemrosesan data terbalik dan hukum kedua komputasi. Dalam Masanao Ozawa, Jeremy Butterfield, Hans Halvorson, Miklós Rédei, Yuichiro Kitajima, dan Francesco Buscemi, editor, Reality and Measurement in Algebraic Quantum Theory, halaman 135–159, Singapura, 2018. Springer Singapore. doi:10.1007/​978-981-13-2487-1.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-981-13-2487-1

[21] Giulio Chiribella, G Mauro D'Ariano, and Paolo Perinotti. Mengubah operasi kuantum: peta super kuantum. EPL (Europhysics Letters), 83(3):30004, 2008. URL: https://​/​iopscience.iop.org/​article/​10.1209/​0295-5075/​83/​30004, doi:10.1209/ ​0295-5075/​83/​30004.
https:/​/​doi.org/​10.1209/​0295-5075/​83/​30004

[22] Eric Chitambar dan Gilad Gour. Teori sumber daya kuantum. Pendeta Mod. Phys., 91:025001, Apr 2019. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.91.025001, doi:10.1103/​RevModPhys.91.025001.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.91.025001

[23] Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti, and Alessandro Tosini. Ketidakcocokan yang dapat diamati, saluran dan instrumen dalam teori informasi. Jurnal Fisika A: Matematika dan Teori, 55(39):394006, 2022. URL: https:///​/​iopscience.iop.org/​article/​10.1088/​1751-8121/​ac88a7/​meta, doi :10.1088/​1751-8121/​ac88a7.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​ac88a7

[24] Gilad Gour, David Jennings, Francesco Buscemi, Runyao Duan, and Iman Marvian. Majorisasi kuantum dan satu set lengkap kondisi entropik untuk termodinamika kuantum. Nature Communications, 9(1), Desember 2018. URL: https://​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-06261-7 https://​/​doi.org/​10.1038/​s41467- 018-06261-7 doi:10.1038/​s41467-018-06261-7.
https:/​/​doi.org/​10.1038/​s41467-018-06261-7

[25] Werner Karl Heisenberg. Über den anschaulichen inhalt der quantentheoretischen kinematik und mekanik. Zeitschrift für Physik, 43:172–198, 1927. URL: https://link.springer.com/article/10.1007 doi:10.1007/BF01397280.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01397280

[26] Ryszard Horodecki, Paweł Horodecki, Michał Horodecki, and Karol Horodecki. Keterikatan kuantum. Pendeta Mod. Phys., 81:865–942, Jun 2009. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​RevModPhys.81.865, doi:10.1103/​RevModPhys.81.865.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.81.865

[27] Chung-Yun Hsieh, Matteo Lostaglio, and Antonio Acín. Masalah marginal saluran kuantum. Fisika. Rev.Res., 4:013249, Mar 2022. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.4.013249, doi:10.1103/​PhysRevResearch.4.013249.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.4.013249

[28] Godfrey Harold Hardy, John Edensor Littlewood, dan George Polya. Ketidaksetaraan. Cambridge university press, 1952. URL: https://​/​books.google.it/​books?id=t1RCSP8YKt8C.
https://​/​books.google.it/​books?id=t1RCSP8YKt8C

[29] Teiko Heinosaari, Takayuki Miyadera, and Daniel Reitzner. Perangkat kuantum yang sangat tidak kompatibel. Foundations of Physics, 44(1):34–57, 2014. doi:10.1007/​s10701-013-9761-1.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-013-9761-1

[30] Teiko Heinosaari, Takayuki Miyadera, and Mário Ziman. Undangan untuk ketidakcocokan kuantum. Jurnal Fisika A: Matematika dan Teori, 49(12):123001, feb 2016. doi:10.1088/​1751-8113/​49/​12/​123001.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8113/​49/​12/​123001

[31] Teiko Heinosaari, Daniel Reitzner, and Peter Stano. Catatan tentang keterukuran bersama dari pengamatan kuantum. Foundations of Physics, 38(12):1133–1147, 2008. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10701-008-9256-7, doi:10.1007/s10701 -008-9256-7.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s10701-008-9256-7

[32] Kaiyuan Ji dan Eric Chitambar. Ketidakcocokan sebagai sumber daya untuk instrumen kuantum yang dapat diprogram. arXiv:2112.03717, 2021. URL: https://​/​arxiv.org/​abs/​2112.03717.
arXiv: 2112.03717

[33] Anna Jencova. Perbandingan kanal kuantum dan eksperimen statistik, 2015. URL: https://​/​arxiv.org/​abs/​1512.07016, doi:10.48550/​ARXIV.1512.07016.
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.1512.07016
arXiv: 1512.07016

[34] Anna Jencova. Teori umum perbandingan saluran kuantum (dan seterusnya). Transaksi IEEE tentang Teori Informasi, 67(6):3945–3964, 2021. doi:10.1109/​TIT.2021.3070120.
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3070120

[35] Eneet Kaur, Siddhartha Das, Mark M. Wilde, and Andreas Winter. Perluasan membatasi kinerja prosesor kuantum. Fisika. Lett., 123:070502, Agustus 2019. URL: https:///​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.123.070502, doi:10.1103/​PhysRevLett.123.070502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.070502

[36] Eneet Kaur, Siddhartha Das, Mark M. Wilde, and Andreas Winter. Teori sumber daya unextendibility dan kapasitas kuantum nonasimtotik. Fisika. Rev. A, 104:022401, Agustus 2021. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.104.022401, doi:10.1103/​PhysRevA.104.022401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.022401

[37] Arindam Mitra dan Máté Farkas. Kompatibilitas instrumen kuantum. Fisika. Rev. A, 105:052202, Mei 2022. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.105.052202, doi:10.1103/​PhysRevA.105.052202.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.105.052202

[38] Albert W. Marshall, Ingram Olkin, dan Barry C. Arnold. Ketimpangan: teori mayorisasi dan penerapannya. Springer, 2010. doi:10.1007/​978-0-387-68276-1.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-0-387-68276-1

[39] Hans Maassen dan JBM Uffink. Hubungan ketidakpastian entropi umum. Fisika. Rev.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.60.1103

[40] Masanao Ozawa. Proses pengukuran kuantum dari pengamatan terus menerus. Jurnal Fisika Matematika, 25:79–87, 1984. URL: https://​/​aip.scitation.org/​doi/​10.1063/​1.526000, doi:10.1063/​1.526000.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.526000

[41] Masanao Ozawa. Formulasi ulang prinsip ketidakpastian heisenberg yang valid secara universal tentang kebisingan dan gangguan dalam pengukuran. Fisika. Rev. A, 67:042105, Apr 2003. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.67.042105, doi:10.1103/​PhysRevA.67.042105.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.67.042105

[42] Masanao Ozawa. Hubungan ketidakpastian untuk kebisingan dan gangguan dalam pengukuran kuantum umum. Annals of Physics, 311(2):350–416, 2004. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491604000089, doi:10.1016/j.aop. 2003.12.012.
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.aop.2003.12.012
https: / / www.sciencedirect.com/ science / article / pii / S0003491604000089

[43] Masanao Ozawa. Derivasi asli prinsip ketidakpastian Heisenberg dan formulasi ulangnya yang valid secara universal. Sains Saat Ini, 109(11):2006–2016, 2015. URL: http://​/​www.jstor.org/​stable/​24906690.
http: / / www.jstor.org/ stable / 24906690

[44] Masanao Ozawa. Kesehatan dan kelengkapan kesalahan kuadrat rata-rata akar kuantum. npj Quantum Inf, 5(1), 2019. doi:10.1038/​s41534-018-0113-z.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-018-0113-z

[45] Martin Plavala. Komunikasi pribadi.

[46] Denis Rosset, Francesco Buscemi, and Yeong-Cherng Liang. Teori sumber daya memori kuantum dan verifikasi setia mereka dengan asumsi minimal. Fisika. Rev. X, 8:021033, Mei 2018. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.021033, doi:10.1103/​PhysRevX.8.021033.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021033

[47] Bartosz Regula, Varun Narasimhachar, Francesco Buscemi, and Mile Gu. Manipulasi koherensi dengan operasi dephasing-kovarian. Fisika. Rev. Research, 2:013109, Jan 2020. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.2.013109, doi:10.1103/​PhysRevResearch.2.013109.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.2.013109

[48] HP Robertson. Prinsip ketidakpastian. Fisika. Rev., 34:163–164, Jul 1929. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRev.34.163, doi:10.1103/​PhysRev.34.163.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRev.34.163

[49] Denis Rosset, David Schmid, dan Francesco Buscemi. Karakterisasi tipe-independen dari sumber daya yang terpisah seperti ruang. Fisika. Lett., 125:210402, Nov 2020. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.125.210402, doi:10.1103/​PhysRevLett.125.210402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.210402

[50] David Schmid, Thomas C. Fraser, Ravi Kunjwal, Ana Belen Sainz, Elie Wolfe, and Robert W. Spekkens. Memahami interaksi keterjeratan dan nonlokalitas: memotivasi dan mengembangkan cabang baru teori keterjeratan, 2020. URL: https://​/​arxiv.org/​abs/​2004.09194, doi:10.48550/​ARXIV.2004.09194.
https://​/​doi.org/​10.48550/​ARXIV.2004.09194
arXiv: 2004.09194

[51] Paul Skrzypczyk dan Noah Linden. Kekokohan pengukuran, permainan diskriminasi, dan informasi yang dapat diakses. Fisika. Rev Lett., 122:140403, Apr 2019. doi:10.1103/PhysRevLett.122.140403.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.140403

[52] David Schmid, Denis Rosset, dan Francesco Buscemi. Teori sumber daya tipe-independen dari operasi lokal dan keacakan bersama. Quantum, 4:262, April 2020. doi:10.22331/​q-2020-04-30-262.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2020-04-30-262

[53] Wenbin Zhou dan Francesco Buscemi. Transisi status umum dengan morfisme sumber daya yang tepat: pendekatan teoretis sumber daya terpadu. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 53(44):445303, okt 2020. URL: https:///​/​dx.doi.org/​10.1088/​1751-8121/​abafe5, doi:10.1088/​1751 -8121/​abafe5.
https://​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​abafe5

Dikutip oleh

[1] Leevi Leppäjärvi dan Michal Sedlák, “Ketidakcocokan instrumen kuantum”, arXiv: 2212.11225, (2022).

[2] Marco Erba, Paolo Perinotti, Davide Rolino, dan Alessandro Tosini, “Ketidakcocokan pengukuran lebih kuat daripada gangguan”, arXiv: 2305.16931, (2023).

[3] Stanley Gudder, “Teori Instrumen Kuantum”, arXiv: 2305.17584, (2023).

[4] Ning Gao, Dantong Li, Anchit Mishra, Junchen Yan, Kyrylo Simonov, dan Giulio Chiribella, “Mengukur Ketidakcocokan dan Mengelompokkan Observasi Kuantum dengan Sakelar Kuantum”, Review Fisik Surat 130 17, 170201 (2023).

[5] Francesco Buscemi, Kodai Kobayashi, dan Shintaro Minagawa, "Teori ketajaman pengukuran yang lengkap dan operasional", arXiv: 2303.07737, (2023).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-06-07 21:35:06). 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 2023-06-07 21:35:05).

Stempel Waktu:

Lebih dari Jurnal Kuantum