Kuantum Kanallarının Süperpozisyonu Yoluyla Deneysel İletişim

Kuantum Kanallarının Süperpozisyonu Yoluyla Deneysel İletişim

Zaman Damgası: 3 Ekim 2023 7:55
Kaynak Düğüm: 2919186

Arthur OT Pang1, Noah Lupu-Gladstein1, Hugo Ferretti1, Y. Batuhan Yılmaz1, Aharon Brodutch1,2, ve Aephraim M. Steinberg1,3

1Fizik Bölümü ve Kuantum Bilgi Merkezi Kuantum Kontrol Üniversitesi, Toronto, 60 St George St, Toronto, Ontario, M5S 1A7, Kanada
2IonQ Canada Inc. 2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
3Kanada İleri Araştırma Enstitüsü, Toronto, Ontario, M5G 1M1, Kanada

Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.

Özet

Kanalların tutarlı kontrolü yoluyla bilgi kapasitesinin geliştirilmesi, kanal nedensel düzenlerinin, kanal süperpozisyonlarının ve bilgi kodlamasının tutarlı kontrolünün etkisini araştıran çalışmalarla son zamanlarda büyük ilgi gördü. Kanalların tutarlı bir şekilde kontrol edilmesi, kanal açıklamasının önemsiz olmayan bir şekilde genişletilmesini gerektirir; bu, kubit kanallarının üst üste bindirilmesi için kanalın kutritler üzerinde etki yapacak şekilde genişletilmesine eşdeğerdir. Burada, depolarize edici kübit kanalları ve ilgili üst üste binmiş ve kutrit kanalları aracılığıyla maksimum tutarlı bilgiyi karşılaştırarak kanalların üst üste bindirilmesi için bu kapasite geliştirmenin doğasını araştırıyoruz. Genişletilmiş kutrit kanal tanımının kendi başına herhangi bir süperpozisyon kullanılmadan kapasite artışını açıklamak için yeterli olduğunu gösterdik.

Popüler özet

İletişim kanallarının kuantum kontrolü, kanal kapasitesinde beklenmedik bir artışa neden olabilir. Bu yazıda, deneysel olarak iki sıfır kapasiteli kübit kanalını üst üste yerleştiriyoruz; burada bir kübit, bilginin hangi kanaldan iletildiğini kontrol ediyor. Burada belirli bir kanal üzerinden bilgi iletmemenin aynı zamanda bilgi iletebilecek bir serbestlik derecesi olduğunu da gösteriyoruz. Kanalların üst üste bindirilmesi, bilgi aktarımında bu serbestlik derecesini kullanmanın bir yoludur. Bu yazıda, bu ekstra serbestlik derecesinin bilgi aktarımına yardımcı olabileceği koşulları ve süperpozisyondan kaynaklanan kanalın doğasını tartışıyoruz.

► BibTeX verileri

► Referanslar

[1] Daniel Ebler, Sina Salek ve Giulio Chiribella. “Belirsiz nedensel düzenin yardımıyla gelişmiş iletişim”. Fiziksel İnceleme Mektupları 120 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[2] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti ve Benoit Valiron. "Belirli bir nedensel yapıya sahip olmayan kuantum hesaplamaları". Fiziksel İnceleme A – Atomik, Moleküler ve Optik Fizik 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 ve Gustavo Lima. "Fotonik kapıların çoklu zamansal düzenlerinin kuantum süperpozisyonundan elde edilen hesaplama avantajı". PRX Kuantum 2 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero ve AG White. “Siparişin süperpozisyonu yoluyla iletişim kapasitesinin arttırılması”. Fiziksel İnceleme Araştırması 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 ve Philip Walther. "Belirsiz bir nedensel düzenin deneysel olarak doğrulanması". Bilim Gelişmeleri 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 ve Giulio Chiribella. “Nedensel düzenlerin süperpozisyonu kullanılarak kuantum bilgisinin deneysel iletimi”. Fiziksel İnceleme Mektupları 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 ve Philip Walther. "Kuantum kapılarının derecelerinin deneysel süperpozisyonu". Doğa İletişimi 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 ve Philip Walther. "Yörüngelerin üst üste bindirilmesiyle deneysel kuantum iletişiminin geliştirilmesi". Fiziksel İnceleme Araştırması 3 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093

[9] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas ve Juan Ariel Levenson. "Belirsiz bir nedensel sıra senaryosunda n kanalın kuantum tutarlı kontrolü yoluyla iletişimin geliştirilmesi". Entropi 21 (2019).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21101012

[10] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas ve Juan Ariel Levenson. “Nedensel düzenlerin üst üste bindirilmesiyle klasik bilgilerin üç gürültülü kanal aracılığıyla gönderilmesi”. Fiziksel İnceleme A 101 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012346

[11] Giulio Chiribella ve Hlér Kristjánsson. "Yörüngelerin süperpozisyonlarıyla Kuantum Shannon Teorisi". Royal Society A Bildirileri: Matematik, Fiziksel ve Mühendislik Bilimleri 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 ve Guruprasad Kar. “Belirsiz nedensel düzen, sıfır kapasiteli kanallarla mükemmel kuantum iletişimini mümkün kılar”. Yeni Fizik Dergisi 23 (2021).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] Giulio Chiribella, Matt Wilson ve HF Chau. “Döngüsel düzenlerin süperpozisyonunda tamamen depolarize edici kanallar aracılığıyla kuantum ve klasik veri iletimi”. Fiziksel İnceleme Mektupları 127 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim, Michal Sedlak, Kratveer Singh ve Arun Kumar Pati. “N adet tamamen depolarize edici kanal için belirsiz nedensel sıraya sahip klasik iletişim”. Fiziksel İnceleme A 103 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062610

[15] N. Gisin, N. Linden, S. Massar ve S. Popescu. "Kuantum iletişimi için hata filtreleme ve dolaşıklık saflaştırma". Fiziksel İnceleme A – Atomik, Moleküler ve Optik Fizik 72 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012338

[16] Daniel KL Oi. “Kuantum kanallarının girişimi”. Fiziksel İnceleme Mektupları 91 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.067902

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla ve Cyril Branciard. "Kuantum kanallarının tutarlı kontrolü yoluyla iletişim". Kuantum 4 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] Philippe Allard Guérin, Giulia Rubino ve Časlav Brukner. "Kuantum kontrollü gürültü yoluyla iletişim". Fiziksel İnceleme 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 ve Philip Walther. "Tek fotonla deneysel iki yönlü iletişim". İleri Kuantum Teknolojileri 2 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900050

[20] Flavio Del Santo ve Borivoje Dakić. “Tek bir kuantum parçacığıyla iki yönlü iletişim”. Fiziksel İnceleme Mektupları 120, 1–5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.060503

[21] Mateus Araújo, Adrien Feix, Fabio Costa ve Časlav Brukner. “Kuantum devreleri bilinmeyen işlemleri kontrol edemez”. Yeni Fizik Dergisi 16 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

[22] Teiko Heinosaari ve Takayuki Miyadera. “Kuantum kanallarının uyumsuzluğu”. Fizik Dergisi A: Matematiksel ve Teorik 50 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa5f6b

[23] Cristhiano Duarte, Lorenzo Catani ve Raphael C. Drumond. “Kuantum kanallarının uyumluluğu ve bölünebilirliği ile ilgili”. Uluslararası Teorik Fizik Dergisi 61 (2022).
HTTPS: / / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05165-z

[24] John Watrous. "Kuantum Bilgi Teorisi". Bölüm 8. Cambridge University Press. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

Alıntılama

[1] Michael Antesberger, Marco Túlio Quintino, Philip Walther ve Lee A. Rozema, "Pasif olarak kararlı bir Kuantum SWITCH'in Yüksek Dereceli Süreç Matris Tomografisi", arXiv: 2305.19386, (2023).

Yukarıdaki alıntılar SAO / NASA REKLAMLARI (son başarıyla 2023-10-06 00:18:24) güncellendi. Tüm yayıncılar uygun ve eksiksiz alıntı verisi sağlamadığından liste eksik olabilir.

On Crossref'in alıntı yaptığı hizmet alıntı yapma çalışmaları ile ilgili veri bulunamadı (son deneme 2023-10-06 00:18:23).

Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.

Zaman Damgası:

Den fazla Kuantum Günlüğü