Poenotenje različnih pojmov kvantne nezdružljivosti v strogo hierarhijo teorij virov komunikacije

Poenotenje različnih pojmov kvantne nezdružljivosti v strogo hierarhijo teorij virov komunikacije

Izvorno vozlišče: 2706856

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

1Oddelek za matematično informatiko, Univerza Nagoya, Furo-cho, Chikusa-ku, 464-8601 Nagoya, Japonska
2Skupina QUIT, Oddelek za fiziko, Univerza v Paviji, via Bassi 6, 27100 Pavia, Italija
3INFN Sezione di Pavia, via Bassi 6, 27100 Pavia, Italija

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

Minimalizem

Medtem ko obstaja splošno soglasje o definiciji nezdružljivih POVM, se pri prehodu na raven instrumentov najde veliko manj jasna situacija z matematično različnimi in logično neodvisnimi definicijami nezdružljivosti. Tukaj zapolnimo to vrzel z uvedbo pojma $q-kompatibilnosti$, ki združuje različne pojme POVM, kanalov in nezdružljivosti instrumentov v eno hierarhijo teorij virov komunikacije med ločenimi stranmi. Teorije virov, ki jih dobimo, so $popolne$ v smislu, da vsebujejo popolne družine prostih operacij in monotonov, ki zagotavljajo potrebne in zadostne pogoje za obstoj transformacije. Poleg tega je naš okvir v celoti $operativen$, v smislu, da so proste transformacije eksplicitno označene v smislu lokalnih operacij, ki jih podpira vzročno omejena usmerjena klasična komunikacija, vse monotone pa imajo teoretično razlago iger, zaradi česar so načeloma eksperimentalno merljive. Tako lahko natančno določimo, iz česa je sestavljen vsak pojem nezdružljivosti v smislu informacijsko-teoretičnih virov.

► BibTeX podatki

► Reference

[1] Iwo Białynicki-Birula in Jerzy Mycielski. Relacije negotovosti za informacijsko entropijo v valovni mehaniki. Communications in Mathematical Physics, 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 in Renato Renner. Načelo negotovosti v prisotnosti kvantnega spomina. Nature Physics, 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 in Benjamin Schumacher. Mešanih stanj, ki ne vozijo na delo, ni mogoče oddajati. Phys. Rev. Lett., 76:2818–2821, april 1996. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.76.2818, doi:10.1103/​PhysRevLett.76.2818.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.76.2818

[4] Nicolas Brunner, Daniel Cavalcanti, Stefano Pironio, Valerio Scarani in Stephanie Wehner. Bell nelokalnost. Rev. Mod. Phys., 86:419–478, april 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 in Wenbin Zhou. Popolna teorija virov kvantne nezdružljivosti kot kvantne programljivosti. Phys. Rev. Lett., 124:120401, marec 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 in Nilanjana Datta. Ekvivalentnost med deljivostjo in monotonim padanjem informacije v klasičnih in kvantnih stohastičnih procesih. Phys. Rev. A, 93:012101, januar 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 in Sergii Strelchuk. Teoretična karakterizacija antirazgradljivih kanalov. Journal of Mathematical Physics, 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 in Gilad Gour. Kvantne relativne Lorenzove krivulje. Phys. Rev. A, 95:012110, januar 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 in Michał Horodecki. Globalno informacijsko ravnovesje v kvantnih meritvah. Physical Review Letters, 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 in Mark M. Wilde. Šum in motnje pri kvantnih meritvah: informacijsko-teoretični pristop. Physical Review Letters, 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 in Shintaro Minagawa. Popolna in delujoča teorija virov o ostrini meritev, 2023. arXiv:2303.07737.
arXiv: 2303.07737

[12] David Blackwell. Enakovredne primerjave poskusov. 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 in Peter Mittelstaedt. Kvantna teorija merjenja. 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 in Reinhard F. Werner. Kolokvij: Kvantna povprečna kvadratna napaka in razmerja merilne negotovosti. Rev. Mod. Phys., 86:1261–1281, december 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 in Marco Tomamichel. Informacijsko-teoretična obravnava kvantnih dihotomij. Quantum, 3:209, december 2019. doi:10.22331/​q-2019-12-09-209.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2019-12-09-209

[16] Francesco Buscemi. Vsa zapletena kvantna stanja so nelokalna. Phys. Rev. Lett., 108:200401, maj 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. Primerjava kvantnih statističnih modelov: enakovredni pogoji za zadostnost. Communications in Mathematical Physics, 310(3):625–647, 2012. doi:10.1007/​s00220-012-1421-3.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​s00220-012-1421-3

[18] Francesco Buscemi. Popolnoma kvantne izjave, podobne drugemu zakonu, iz teorije statističnih primerjav, 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. Razgradljivi kanali, manj hrupni kanali in kvantni statistični morfizmi: ekvivalenčna relacija. Probl Inf Transm, 52:201–213, 2016. doi:10.1134/​S0032946016030017.
https: / / doi.org/ 10.1134 / S0032946016030017

[20] Francesco Buscemi. Obratni izreki o obdelavi podatkov in računalniški drugi zakoni. V Masanao Ozawa, Jeremy Butterfield, Hans Halvorson, Miklós Rédei, Yuichiro Kitajima in Francesco Buscemi, uredniki, Reality and Measurement in Algebraic Quantum Theory, strani 135–159, Singapur, 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 in Paolo Perinotti. Preoblikovanje kvantnih operacij: kvantni supermapi. 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 in Gilad Gour. Teorije kvantnih virov. Rev. Mod. Phys., 91:025001, april 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 in Alessandro Tosini. Nezdružljivost opazovalk, kanalov in instrumentov v teorijah informacij. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 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 in Iman Marvian. Kvantna majorizacija in popoln niz entropijskih pogojev za kvantno termodinamiko. Nature Communications, 9(1), dec. 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 mechanik. 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 in Karol Horodecki. Kvantna prepletenost. Rev. Mod. Phys., 81:865–942, junij 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 in Antonio Acín. Mejni problem kvantnega kanala. Phys. Rev. Res., 4:013249, marec 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 in George Polya. Neenakosti. Cambridge University Press, 1952. URL: https://​/​books.google.it/​books?id=t1RCSP8YKt8C.
https://​/​books.google.it/​books?id=t1RCSP8YKt8C

[29] Teiko Heinosaari, Takayuki Miyadera in Daniel Reitzner. Močno nekompatibilne kvantne naprave. Osnove fizike, 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 in Mário Ziman. Povabilo k kvantni nekompatibilnosti. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 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 in Peter Stano. Opombe o skupni merljivosti kvantnih opazovanj. 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 in Eric Chitambar. Nezdružljivost kot vir za programabilne kvantne instrumente. arXiv:2112.03717, 2021. URL: https://​/​arxiv.org/​abs/​2112.03717.
arXiv: 2112.03717

[33] Ana Jencova. Primerjava kvantnih kanalov in statističnih eksperimentov, 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] Ana Jencova. Splošna teorija primerjave kvantnih kanalov (in več). IEEE Transactions on Information Theory, 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 in Andreas Winter. Razširljivost omejuje zmogljivost kvantnih procesorjev. Phys. Rev. Lett., 123:070502, avgust 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 in Andreas Winter. Teorija virov nerazširljivosti in neasimptotična kvantna zmogljivost. Phys. Rev. A, 104:022401, avgust 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 in Máté Farkas. Združljivost kvantnih instrumentov. Phys. Rev. A, 105:052202, maj 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 in Barry C. Arnold. Neenakosti: teorija majorizacije in njene aplikacije. Springer, 2010. doi:10.1007/​978-0-387-68276-1.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​978-0-387-68276-1

[39] Hans Maassen in JBM Uffink. Splošna razmerja entropijske negotovosti. Phys. Rev. Lett., 60:1103–1106, marec 1988. URL: https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.60.1103, doi:10.1103/​PhysRevLett.60.1103.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.60.1103

[40] Masanao Ozawa. Kvantni merilni procesi zveznih opazovanj. Journal of Mathematical Physics, 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. Splošno veljavna preoblikovanje heisenbergovega načela negotovosti za hrup in motnje pri merjenju. Phys. Rev. A, 67:042105, april 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. Razmerja negotovosti za šum in motnje pri generaliziranih kvantnih meritvah. 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. Heisenbergova izvirna izpeljava načela negotovosti in njegove splošno veljavne preoblikovanja. Current Science, 109(11):2006–2016, 2015. URL: http://​/​www.jstor.org/​stable/​24906690.
http: / / www.jstor.org/ stable / 24906690

[44] Masanao Ozawa. Trdnost in popolnost kvantnih povprečnih kvadratnih napak. npj Quantum Inf, 5(1), 2019. doi:10.1038/​s41534-018-0113-z.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-018-0113-z

[45] Martin Plávala. Zasebna komunikacija.

[46] Denis Rosset, Francesco Buscemi in Yeong-Cherng Liang. Teorija virov kvantnih spominov in njihovo natančno preverjanje z minimalnimi predpostavkami. Phys. Rev. X, 8:021033, maj 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 in Mile Gu. Koherentna manipulacija z defaziranjem-kovariantnimi operacijami. Phys. Rev. Research, 2:013109, januar 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. Načelo negotovosti. Phys. Rev., 34:163–164, julij 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 in Francesco Buscemi. Tipsko neodvisna karakterizacija prostorsko ločenih virov. Phys. Rev. Lett., 125:210402, november 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 in Robert W. Spekkens. Razumevanje medsebojnega delovanja zapletenosti in nelokalnosti: motiviranje in razvoj nove veje teorije zapletenosti, 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 in Noah Linden. Robustnost meritev, igre ločevanja in dostopne informacije. Phys. Rev. Lett., 122:140403, april 2019. doi:10.1103/​PhysRevLett.122.140403.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.140403

[52] David Schmid, Denis Rosset in Francesco Buscemi. Od vrste neodvisna teorija virov lokalnih operacij in skupne naključnosti. 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 in Francesco Buscemi. Splošni prehodi med stanjem z natančnimi morfizmi virov: enoten pristop teorije virov. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 53(44):445303, oktober 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

Navedel

[1] Leevi Leppäjärvi in ​​Michal Sedlák, "Nezdružljivost kvantnih instrumentov", arXiv: 2212.11225, (2022).

[2] Marco Erba, Paolo Perinotti, Davide Rolino in Alessandro Tosini, "Nezdružljivost meritev je strogo močnejša od motnje", arXiv: 2305.16931, (2023).

[3] Stanley Gudder, "Teorija kvantnih instrumentov", arXiv: 2305.17584, (2023).

[4] Ning Gao, Dantong Li, Anchit Mishra, Junchen Yan, Kyrylo Simonov in Giulio Chiribella, »Merjenje nezdružljivosti in združevanje kvantnih opazovalcev v skupine s kvantnim stikalom«, Pisma o fizičnem pregledu 130 17, 170201 (2023).

[5] Francesco Buscemi, Kodai Kobayashi in Shintaro Minagawa, "Popolna in delujoča teorija virov ostrine merjenja", arXiv: 2303.07737, (2023).

Zgornji citati so iz SAO / NASA ADS (zadnjič posodobljeno 2023-06-07 21:35:06). 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 2023-06-07 21:35:05).

Časovni žig:

Več od Quantum Journal