Eksperimentalna komunikacija skozi superpozicijo kvantnih kanalov

Eksperimentalna komunikacija skozi superpozicijo kvantnih kanalov

Časovni žig: 3. oktober 2023 7:55
Izvorno vozlišče: 2919186

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

1Oddelek za fiziko in Center za kvantne informacije Quantum Control University of Toronto, 60 St George St, Toronto, Ontario, M5S 1A7, Kanada
2IonQ Canada Inc. 2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
3Kanadski inštitut za napredne raziskave, Toronto, Ontario, M5G 1M1, Kanada

Se vam zdi ta članek zanimiv ali želite razpravljati? Zaslišite ali pustite komentar na SciRate.

Minimalizem

Izboljšanje informacijske zmogljivosti s koherentnim nadzorom kanalov je v zadnjem času pritegnilo veliko pozornosti z delom, ki raziskuje učinek koherentnega nadzora vzročnih vrstnih redov kanalov, superpozicij kanalov in kodiranja informacij. Koherentno krmiljenje kanalov zahteva netrivialno razširitev opisa kanala, ki je za superpozicijo kubitnih kanalov enakovredna razširitvi kanala za delovanje na qutrite. Tukaj raziskujemo naravo tega povečanja zmogljivosti za superpozicijo kanalov s primerjavo največjih koherentnih informacij prek depolarizirajočih kubitnih kanalov ter ustreznih superponiranih in qutrit kanalov. Pokažemo, da razširjeni opis kanala qutrit sam po sebi zadostuje za razlago povečanja zmogljivosti brez uporabe superpozicije.

Priljubljen povzetek

Kvantni nadzor komunikacijskih kanalov lahko povzroči nepričakovano povečanje zmogljivosti kanala. V tem prispevku eksperimentalno namestimo dva kubitna kanala z ničelno zmogljivostjo, v katerih kubit nadzoruje, skozi kateri kanal se informacije prenašajo. Tukaj pokažemo, da je neoddajanje informacij prek določenega kanala tudi stopnja svobode, ki lahko prenaša informacije. Prekrivanje kanalov je eden od načinov uporabe te stopnje svobode za prenos informacij. V tem prispevku razpravljamo o pogojih, v katerih lahko ta dodatna stopnja svobode pomaga pri prenosu informacij, in naravi kanala, ki izhaja iz superpozicije.

► BibTeX podatki

► Reference

[1] Daniel Ebler, Sina Salek in Giulio Chiribella. »Izboljšana komunikacija s pomočjo nedoločenega vzročnega reda«. Physical Review Letters 120 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[2] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti in Benoit Valiron. "Kvantni izračuni brez določene vzročne strukture". 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 in Gustavo Lima. "Računalniška prednost kvantne superpozicije več časovnih vrst fotonskih vrat". PRX Quantum 2 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero in AG White. »Povečanje komunikacijske zmogljivosti s superpozicijo reda«. 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 in Philip Walther. "Eksperimentalno preverjanje nedoločenega vzročnega reda". 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 in Giulio Chiribella. "Eksperimentalni prenos kvantnih informacij z uporabo superpozicije vzročnih redov". 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 in Philip Walther. "Eksperimentalna superpozicija vrst kvantnih vrat". 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 in Philip Walther. "Eksperimentalna kvantna komunikacijska izboljšava s superponiranjem trajektorij". Physical Review Research 3 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093

[9] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas in Juan Ariel Levenson. "Izboljšanje komunikacije s kvantnim koherentnim nadzorom n kanalov v nedoločenem scenariju vzročnega reda". Entropija 21 (2019).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21101012

[10] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas in Juan Ariel Levenson. "Pošiljanje klasičnih informacij prek treh hrupnih kanalov v superpoziciji vzročnih vrstnih redov". Physical Review A 101 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012346

[11] Giulio Chiribella in Hlér Kristjánsson. “Kvantna shannonova teorija s superpozicijami trajektorij”. 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 in Guruprasad Kar. "Nedoločen vzročni vrstni red omogoča popolno kvantno komunikacijo s kanali ničelne zmogljivosti". New Journal of Physics 23 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] Giulio Chiribella, Matt Wilson in HF Chau. “Kvantni in klasični prenos podatkov skozi popolnoma depolarizirajoče kanale v superpoziciji cikličnih redov”. Physical Review Letters 127 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim, Michal Sedlak, Kratveer Singh in Arun Kumar Pati. “Klasična komunikacija z nedoločenim vzročnim vrstnim redom za n popolnoma depolarizirajočih kanalov”. Physical Review A 103 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062610

[15] N. Gisin, N. Linden, S. Massar in S. Popescu. "Filtracija napak in čiščenje prepletenosti za kvantno komunikacijo". Physical Review A – Atomic, Molecular, and Optical Physics 72 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012338

[16] Daniel KL Oi. "Interferenca kvantnih kanalov". Physical Review Letters 91 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.067902

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla in Cyril Branciard. "Komunikacija s koherentnim nadzorom kvantnih kanalov". Quantum 4 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] Philippe Allard Guérin, Giulia Rubino in Časlav Brukner. "Komunikacija s kvantno nadzorovanim šumom". Physical Review 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 in Philip Walther. “Eksperimentalna dvosmerna komunikacija z enim fotonom”. Napredne kvantne tehnologije 2 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900050

[20] Flavio Del Santo in Borivoje Dakić. "Dvosmerna komunikacija z enim samim kvantnim delcem". Physical Review Letters 120, 1–5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.060503

[21] Mateus Araújo, Adrien Feix, Fabio Costa in Časlav Brukner. "Kvantna vezja ne morejo nadzorovati neznanih operacij". New Journal of Physics 16 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

[22] Teiko Heinosaari in Takayuki Miyadera. "Nezdružljivost kvantnih kanalov". Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 50 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa5f6b

[23] Cristhiano Duarte, Lorenzo Catani in Raphael C. Drumond. "Povezava združljivosti in deljivosti kvantnih kanalov". International Journal of Theoretical Physics 61 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05165-z

[24] John Watrous. "Teorija kvantne informacije". Poglavje 8. Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

Navedel

[1] Michael Antesberger, Marco Túlio Quintino, Philip Walther in Lee A. Rozema, »Procesna matrična tomografija višjega reda pasivno-stabilnega kvantnega stikala«, arXiv: 2305.19386, (2023).

Zgornji citati so iz SAO / NASA ADS (zadnjič posodobljeno 2023-10-06 00:18:24). Seznam je morda nepopoln, saj vsi založniki ne dajejo ustreznih in popolnih podatkov o citiranju.

On Crossref je navedel storitev ni bilo najdenih podatkov o navajanju del (zadnji poskus 2023-10-06 00:18:23).

Ta dokument je objavljen v Quantumu pod Priznanje avtorstva Creative Commons 4.0 International (CC BY 4.0) licenca. Avtorske pravice ostajajo pri izvirnih imetnikih avtorskih pravic, kot so avtorji ali njihove ustanove.

Časovni žig:

Več od Quantum Journal