การสื่อสารเชิงทดลองผ่านการซ้อนทับของช่องควอนตัม

การสื่อสารเชิงทดลองผ่านการซ้อนทับของช่องควอนตัม

โหนดต้นทาง: 2919186

อาเธอร์ โอที แป้ง1, โนอาห์ ลูปู-แกลดสเตน1, ฮิวโก้ เฟอร์เรตติ1ย. บาตูฮาน ยิลมาซ1, อารอน โบรดัทช์1,2และเอไพรม์ เอ็ม. สไตน์เบิร์ก1,3

1ภาควิชาฟิสิกส์และศูนย์ข้อมูลควอนตัมการควบคุมควอนตัมมหาวิทยาลัยโตรอนโต, 60 St George St, โตรอนโต, ออนแทรีโอ, M5S 1A7, แคนาดา
2IonQ Canada Inc. 2300 Yonge St, โตรอนโต ON, M4P 1E4
3สถาบันวิจัยขั้นสูงของแคนาดา, โตรอนโต, ออนแทรีโอ, M5G 1M1, แคนาดา

พบบทความนี้ที่น่าสนใจหรือต้องการหารือ? Scite หรือแสดงความคิดเห็นใน SciRate.

นามธรรม

การเพิ่มขีดความสามารถของข้อมูลผ่านการควบคุมที่สอดคล้องกันของช่องสัญญาณได้รับความสนใจอย่างมากในช่วงหลัง โดยงานสำรวจผลกระทบของการควบคุมลำดับสาเหตุของช่องสัญญาณ การซ้อนทับของช่องสัญญาณ และการเข้ารหัสข้อมูลที่สอดคล้องกัน การควบคุมช่องสัญญาณที่สอดคล้องกันจำเป็นต้องมีการขยายคำอธิบายช่องสัญญาณโดยไม่จำเป็น ซึ่งสำหรับการซ้อนทับช่อง qubit นั้นเทียบเท่ากับการขยายช่องสัญญาณเพื่อดำเนินการกับ qutrits ที่นี่เราสำรวจธรรมชาติของการเพิ่มขีดความสามารถนี้สำหรับการซ้อนทับของช่องสัญญาณโดยการเปรียบเทียบข้อมูลที่สอดคล้องกันสูงสุดผ่านช่องสัญญาณ depolarizing qubit และช่องสัญญาณซ้อนทับและ qutrit ที่เกี่ยวข้อง เราแสดงให้เห็นว่าคำอธิบายช่อง qutrit ที่ขยายในตัวเองนั้นเพียงพอที่จะอธิบายการเพิ่มขีดความสามารถโดยไม่ต้องใช้การซ้อนทับใดๆ

การควบคุมช่องทางการสื่อสารเชิงควอนตัมอาจส่งผลให้ความจุของช่องสัญญาณเพิ่มขึ้นอย่างไม่คาดคิด ในบทความนี้ เราทำการทดลองซ้อนช่องสัญญาณคิวบิตที่มีความจุเป็นศูนย์สองช่อง โดยที่คิวบิตจะควบคุมช่องทางที่ข้อมูลจะถูกส่งผ่าน เราแสดงให้เห็นที่นี่ว่าการไม่ส่งข้อมูลผ่านช่องทางใดช่องทางหนึ่งถือเป็นระดับความอิสระที่สามารถส่งข้อมูลได้เช่นกัน การวางซ้อนช่องทางเป็นวิธีหนึ่งในการใช้ระดับเสรีภาพนี้ในการส่งข้อมูล ในบทความนี้ เราจะหารือเกี่ยวกับเงื่อนไขที่ระดับความอิสระพิเศษนี้สามารถช่วยในการส่งข้อมูลและลักษณะของช่องทางที่เกิดจากการซ้อนทับ

► ข้อมูล BibTeX

► ข้อมูลอ้างอิง

[1] แดเนียล เอเบลอร์, ซีน่า ซาเล็ค และจูลิโอ ชิริเบลลา “การสื่อสารที่ได้รับการปรับปรุงด้วยความช่วยเหลือของคำสั่งเชิงสาเหตุที่ไม่แน่นอน” จดหมายทบทวนทางกายภาพ 120 (2018)
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.120502

[2] จูลิโอ ชิริเบลลา, จาโกโม เมาโร ดาเรียโน, เปาโล เปรินอตติ และเบอนัวต์ วาลิรอน “การคำนวณควอนตัมที่ไม่มีโครงสร้างเชิงสาเหตุที่แน่นอน” การทบทวนทางกายภาพ A – ฟิสิกส์อะตอม โมเลกุล และเชิงแสง 88 (2013)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.88.022318

[3] มาร์ซิโอ เอ็ม. ทาดเดย์, เจมี การิเญ, แดเนียล มาร์ติเนซ, ทาเนีย การ์เซีย, นายดา เกร์เรโร, อลาสแตร์ เอ. แอบบอตต์, มาเตอุส อาราอูโฮ, ซีริล บรันซิอาร์ด, เอสเตบาน เอส. โกเมซ, สตีเฟน พี. วอลบอร์น, ลีอันโดร อาโอลิตา และกุสตาโว ลิมา “ข้อได้เปรียบทางการคำนวณจากการซ้อนทับควอนตัมของคำสั่งชั่วคราวหลายคำสั่งของโฟโตนิกเกต” PRX ควอนตัม 2 (2021)
https://doi.org/10.1103/​prxquantum.2.010320

[4] เค. กอสวามี, วาย. เฉา, จีเอ ปาซ-ซิลวา, เจ. โรเมโร และเอจี ไวท์ “การเพิ่มขีดความสามารถในการสื่อสารผ่านการซ้อนคำสั่ง” การวิจัยทบทวนทางกายภาพ 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, Šaslav Brukner และ Philip Walther “การตรวจสอบเชิงทดลองเกี่ยวกับลำดับสาเหตุที่ไม่แน่นอน” ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ 3 (2017)
https://doi.org/10.1126/​sciadv.1602589

[6] หยูกัว, เซียวมินหู, จือป๋อโหว, ฮวนเฉา, จินหมิงชุย, ปี่เหิงหลิว, หยุนเฟิงหวง, ชวนเฟิงหลี่, กวงคานกัว และจูลิโอ ชิริเบลล่า “การทดลองส่งข้อมูลควอนตัมโดยใช้การซ้อนคำสั่งเชิงสาเหตุ” จดหมายทบทวนทางกายภาพ 124 (2020)
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.124.030502

[7] ลอเรนโซ เอ็ม. โปรโคปิโอ, อาเมียร์ โมกานากิ, มาเตอุส อาราอูโจ, ฟาบิโอ คอสต้า, อิราติ อลอนโซ คาลาเฟลล์, เอ็มมา จี. ดาวด์, เดนี อาร์. ฮาเมล, ลี เอ. โรเซมา, คาสลาฟ บรูคเนอร์ และฟิลิป วอลเธอร์ “การทดลองซ้อนคำสั่งของประตูควอนตัม” การสื่อสารธรรมชาติ 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, Šaslav Brukner, Giulio Chiribella และ Philip Walther “การเพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสารควอนตัมเชิงทดลองโดยการวางวิถีซ้อน” การวิจัยทบทวนทางกายภาพ 3 (2021)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevResearch.3.013093

[9] ลอเรนโซ เอ็ม. โปรโคปิโอ, ฟรานซิสโก เดลกาโด, มาร์โก เอ็นริเกซ, นาเดีย เบลาบาส และฮวน แอเรียล เลเวนสัน “การเพิ่มประสิทธิภาพการสื่อสารผ่านการควบคุมควอนตัมที่สอดคล้องกันของ n ช่องสัญญาณในสถานการณ์ลำดับสาเหตุที่ไม่แน่นอน” เอนโทรปี 21 (2019)
https://doi.org/10.3390/​e21101012

[10] ลอเรนโซ เอ็ม. โปรโคปิโอ, ฟรานซิสโก เดลกาโด, มาร์โก เอ็นริเกซ, นาเดีย เบลาบาส และฮวน แอเรียล เลเวนสัน “การส่งข้อมูลแบบคลาสสิกผ่านสามช่องทางที่มีเสียงดังโดยซ้อนทับคำสั่งเชิงสาเหตุ” การตรวจร่างกาย A 101 (2020)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.101.012346

[11] จูลิโอ ชิริเบลลา และ ฮเลอร์ คริสยันส์สัน “ทฤษฎีควอนตัมแชนนอนกับการซ้อนทับของวิถี” การดำเนินการของ Royal Society A: วิทยาศาสตร์คณิตศาสตร์ กายภาพ และวิศวกรรมศาสตร์ 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 และ Guruprasad Kar “ลำดับสาเหตุที่ไม่แน่นอนช่วยให้การสื่อสารควอนตัมสมบูรณ์แบบด้วยช่องทางความจุเป็นศูนย์” วารสารฟิสิกส์ใหม่ 23 (2021)
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] จูลิโอ ชิริเบลลา, แมตต์ วิลสัน และเอชเอฟ โช “การส่งข้อมูลควอนตัมและคลาสสิกผ่านช่องทางดีโพลาไรซ์โดยสมบูรณ์ในการซ้อนคำสั่งแบบวนรอบ” จดหมายทบทวนทางกายภาพ 127 (2021)
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.127.190502

[14] เอสเค ซาซิม, มิชาล เซดลัก, คราทเวียร์ ซิงห์ และอรุณ กุมาร ปาตี “การสื่อสารแบบคลาสสิกที่มีลำดับสาเหตุไม่แน่นอนสำหรับช่องทางที่ไม่มีขั้วโดยสิ้นเชิง” การตรวจร่างกาย A 103 (2021)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.103.062610

[15] เอ็น. กิซิน, เอ็น. ลินเดน, เอส. มาสซาร์ และเอส. โปเปสคู “ข้อผิดพลาดในการกรองและการทำให้บริสุทธิ์พัวพันสำหรับการสื่อสารควอนตัม” การทบทวนทางกายภาพ A – ฟิสิกส์อะตอม โมเลกุล และเชิงแสง 72 (2005)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.72.012338

[16] แดเนียล เคแอล ออย. “การรบกวนของช่องควอนตัม” จดหมายทบทวนทางกายภาพ 91 (2003)
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.91.067902

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla และ Cyril Branciard “การสื่อสารผ่านการควบคุมช่องทางควอนตัมที่สอดคล้องกัน” ควอนตัม 4 (2020)
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] ฟิลิปป์ อัลลาร์ด เกริน, จูเลีย รูบิโน และ ชาสลาฟ บรูคเนอร์ “การสื่อสารผ่านสัญญาณรบกวนที่ควบคุมด้วยควอนตัม” การตรวจร่างกาย A 99 (2019)
https://doi.org/10.1103/​PhysRevA.99.062317

[19] ฟรานเชสโก มาสซา, อาเมียร์ โมกานากิ, อามิน โบเมเลอร์, ฟลาวิโอ เดล ซานโต, โจชัว เอ. เคตเทิลเวลล์, โบริโวเย ดาคิช และฟิลิป วอลเธอร์ “การทดลองการสื่อสารสองทางด้วยโฟตอนเดียว” เทคโนโลยีควอนตัมขั้นสูง 2 (2019)
https://doi.org/​10.1002/​qute.201900050

[20] ฟลาวิโอ เดล ซานโต และโบริโวเย ดาคิช “การสื่อสารสองทางด้วยอนุภาคควอนตัมตัวเดียว” จดหมายทบทวนทางกายภาพ 120, 1–5 (2018)
https://doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.060503

[21] มาเตอุส อาราอูโฮ, อาเดรียน เฟยซ์, ฟาบิโอ คอสต้า และ ชาสลาฟ บรูคเนอร์ “วงจรควอนตัมไม่สามารถควบคุมการทำงานที่ไม่รู้จักได้” วารสารฟิสิกส์ใหม่ 16 (2014)
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

[22] เทโกะ เฮอิโนซาริ และ ทาคายูกิ มิยาเดระ “ความไม่เข้ากันของช่องควอนตัม” วารสารฟิสิกส์ A: คณิตศาสตร์และทฤษฎี 50 (2017)
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa5f6b

[23] คริสเตียโน ดูอาร์เต, ลอเรนโซ คาตานี่ และราฟาเอล ซี. ดรัมมอนด์ “ความสัมพันธ์ระหว่างความเข้ากันได้และการแบ่งช่องควอนตัม” วารสารฟิสิกส์ทฤษฎีนานาชาติ 61 (2022)
https://doi.org/10.1007/​s10773-022-05165-z

[24] จอห์น วาทรัส. “ทฤษฎีข้อมูลควอนตัม”. บทที่ 8 สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (2018)
https://doi.org/10.1017/​9781316848142

อ้างโดย

[1] Michael Antesberger, Marco Túlio Quintino, Philip Walther และ Lee A. Rozema, “การตรวจเอกซเรย์เมทริกซ์กระบวนการที่มีลำดับสูงกว่าของ Quantum SWITCH ที่เสถียรแบบพาสซีฟ”, arXiv: 2305.19386, (2023).

การอ้างอิงข้างต้นมาจาก are อบต./นาซ่าโฆษณา (ปรับปรุงล่าสุดสำเร็จ 2023-10-06 00:18:24 น.) รายการอาจไม่สมบูรณ์เนื่องจากผู้จัดพิมพ์บางรายไม่ได้ให้ข้อมูลอ้างอิงที่เหมาะสมและครบถ้วน

On บริการอ้างอิงของ Crossref ไม่พบข้อมูลอ้างอิงงาน (ความพยายามครั้งสุดท้าย 2023-10-06 00:18:23)

ประทับเวลา:

เพิ่มเติมจาก วารสารควอนตัม

QAOA เริ่มต้นอย่างอบอุ่นด้วยมิกเซอร์แบบกำหนดเองที่พิสูจน์ได้ว่ามาบรรจบกันและเอาชนะ Max-Cut ของ Goemans-Williamson ที่ความลึกของวงจรต่ำ

โหนดต้นทาง: 2906374
ประทับเวลา: กันยายน 26, 2023