Comunicare experimentală prin suprapunerea canalelor cuantice

Comunicare experimentală prin suprapunerea canalelor cuantice

Marca temporală: 3 octombrie 2023 7:55
Nodul sursă: 2919186

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

1Departamentul de fizică și Centrul pentru informații cuantice Universitatea de control cuantic din Toronto, 60 St George St, Toronto, Ontario, M5S 1A7, Canada
2IonQ Canada Inc. 2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
3Institutul Canadian pentru Cercetare Avansată, Toronto, Ontario, M5G 1M1, Canada

Găsiți această lucrare interesant sau doriți să discutați? Scite sau lasă un comentariu la SciRate.

Abstract

Îmbunătățirea capacității informaționale prin controlul coerent al canalelor a atras multă atenție în ultimul timp, lucrările care explorează efectul controlului coerent al ordinelor cauzale ale canalelor, al suprapunerii canalelor și al codificării informațiilor. Controlul coerent al canalelor necesită o extindere netrivială a descrierii canalului, care pentru suprapunerea canalelor qubit este echivalentă cu extinderea canalului pentru a acționa asupra qutriților. Aici explorăm natura acestei îmbunătățiri a capacității pentru suprapunerea canalelor prin compararea informațiilor coerente maxime prin canalele qubit depolarizante și canalele relevante suprapuse și qutrit. Arătăm că descrierea extinsă a canalului qutrit în sine este suficientă pentru a explica îmbunătățirea capacității fără utilizarea suprapunerii.

Rezumat popular

Controlul cuantic al canalelor de comunicare poate duce la o creștere neașteptată a capacității canalului. În această lucrare, suprapunem experimental două canale qubit cu capacitate zero, în care un qubit controlează prin ce canal este transmisă informația. Arătăm aici că a nu transmite informații printr-un anumit canal este, de asemenea, un grad de libertate care poate transmite informații. Suprapunerea canalelor este o modalitate de a folosi acest grad de libertate pentru a transmite informații. În această lucrare, discutăm condițiile în care acest grad suplimentar de libertate poate ajuta la transmiterea informațiilor și natura canalului rezultat din suprapunere.

► Date BibTeX

► Referințe

[1] Daniel Ebler, Sina Salek și Giulio Chiribella. „Comunicare îmbunătățită cu ajutorul unei ordini cauzale nedefinite”. Physical Review Letters 120 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[2] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti și Benoit Valiron. „Calcule cuantice fără structură cauzală definită”. Revista fizică A – Fizică atomică, moleculară și optică 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 și Gustavo Lima. „Avantaj computațional din suprapunerea cuantică a multiplelor ordine temporale ale porților fotonice”. PRX Quantum 2 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero și AG White. „Creșterea capacității de comunicare prin suprapunerea ordinii”. 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 și Philip Walther. „Verificarea experimentală a unei ordini cauzale nedefinite”. 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 și Giulio Chiribella. „Transmiterea experimentală a informațiilor cuantice folosind o suprapunere a ordinelor cauzale”. Scrisori de revizuire fizică 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 și Philip Walther. „Suprapunerea experimentală a ordinelor porților cuantice”. 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 și Philip Walther. „Îmbunătățirea experimentală a comunicării cuantice prin suprapunerea traiectoriilor”. Physical Review Research 3 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093

[9] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas și Juan Ariel Levenson. „Îmbunătățirea comunicării prin controlul cuantic coerent al n canale într-un scenariu de ordine cauzală nedefinită”. Entropia 21 (2019).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21101012

[10] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas și Juan Ariel Levenson. „Trimiterea de informații clasice prin trei canale zgomotoase în suprapunerea ordinelor cauzale”. Revista fizică A 101 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012346

[11] Giulio Chiribella și Hlér Kristjánsson. „Teoria cuantică shannon cu suprapuneri de traiectorii”. 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 și Guruprasad Kar. „Ordinea cauzală nedefinită permite comunicarea cuantică perfectă cu canale de capacitate zero”. New Journal of Physics 23 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] Giulio Chiribella, Matt Wilson și HF Chau. „Transmiterea de date cuantică și clasică prin canale complet depolarizante într-o suprapunere de ordine ciclice”. Scrisori de revizuire fizică 127 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim, Michal Sedlak, Kratveer Singh și Arun Kumar Pati. „Comunicare clasică cu ordine cauzală nedefinită pentru n canale complet depolarizante”. Revista fizică A 103 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062610

[15] N. Gisin, N. Linden, S. Massar, and S. Popescu. „Filtrarea erorilor și purificarea încurcăturii pentru comunicarea cuantică”. Revista fizică A – Fizică atomică, moleculară și optică 72 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012338

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

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla și Cyril Branciard. „Comunicarea prin control coerent al canalelor cuantice”. Quantum 4 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] Philippe Allard Guérin, Giulia Rubino și Časlav Brukner. „Comunicarea prin zgomot controlat cuantic”. Revista fizică 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 și Philip Walther. „Comunicare experimentală în două sensuri cu un foton”. Advanced Quantum Technologies 2 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900050

[20] Flavio Del Santo și Borivoje Dakić. „Comunicare în două sensuri cu o singură particulă cuantică”. Physical Review Letters 120, 1–5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.060503

[21] Mateus Araújo, Adrien Feix, Fabio Costa și Časlav Brukner. „Circuitele cuantice nu pot controla operațiuni necunoscute”. New Journal of Physics 16 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

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

[23] Cristhiano Duarte, Lorenzo Catani și Raphael C. Drumond. „Relația dintre compatibilitatea și divizibilitatea canalelor cuantice”. Jurnalul Internațional de Fizică Teoretică 61 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05165-z

[24] John Watrous. „Teoria informațiilor cuantice”. Capitolul 8. Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

Citat de

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

Citatele de mai sus sunt din ADS SAO / NASA (ultima actualizare cu succes 2023-10-06 00:18:24). Lista poate fi incompletă, deoarece nu toți editorii furnizează date de citare adecvate și complete.

On Serviciul citat de Crossref nu s-au găsit date despre citarea lucrărilor (ultima încercare 2023-10-06 00:18:23).

Acest Lucru este publicat în Quantum sub Creative Commons Atribuire 4.0 internațională (CC BY 4.0) licență. Drepturile de autor rămân la deținătorii de drepturi de autor originale, precum autorii sau instituțiile lor.

Timestamp-ul:

Mai mult de la Jurnalul cuantic