Truyền thông thử nghiệm thông qua sự chồng chất của các kênh lượng tử

Truyền thông thử nghiệm thông qua sự chồng chất của các kênh lượng tử

Dấu thời gian: 3 tháng 2023 năm 7 55:XNUMX sáng
Nút nguồn: 2919186

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

1Khoa Vật lý và Trung tâm Kiểm soát Lượng tử Thông tin Lượng tử Đại học Toronto, 60 St George St, Toronto, Ontario, M5S 1A7, Canada
2Công ty IonQ Canada 2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
3Viện nghiên cứu nâng cao Canada, Toronto, Ontario, M5G 1M1, Canada

Tìm bài báo này thú vị hay muốn thảo luận? Scite hoặc để lại nhận xét về SciRate.

Tóm tắt

Việc nâng cao năng lực thông tin thông qua việc kiểm soát chặt chẽ các kênh đã thu hút nhiều sự chú ý gần đây, với công việc khám phá tác động của việc kiểm soát chặt chẽ các trật tự nhân quả của kênh, sự chồng chất của kênh và mã hóa thông tin. Các kênh kiểm soát mạch lạc đòi hỏi phải mở rộng mô tả kênh một cách không hề nhỏ, điều này đối với các kênh qubit chồng chất, tương đương với việc mở rộng kênh để hoạt động trên các qutrits. Ở đây, chúng tôi khám phá bản chất của việc nâng cao năng lực này đối với sự chồng chất của các kênh bằng cách so sánh thông tin mạch lạc tối đa thông qua các kênh qubit khử cực và các kênh qutrit và chồng chất có liên quan. Chúng tôi cho thấy rằng bản thân mô tả kênh qutrit mở rộng đã đủ để giải thích việc nâng cao năng lực mà không cần sử dụng bất kỳ sự chồng chất nào.

Tóm tắt phổ biến

Kiểm soát lượng tử các kênh truyền thông có thể dẫn đến sự gia tăng dung lượng kênh một cách bất ngờ. Trong bài báo này, chúng tôi thử nghiệm chồng lên nhau hai kênh qubit có công suất bằng XNUMX, trong đó một qubit kiểm soát kênh nào mà thông tin được truyền qua. Ở đây chúng tôi chỉ ra rằng việc không truyền thông tin qua một kênh cụ thể cũng là một mức độ tự do có thể truyền thông tin. Các kênh chồng chất là một cách để sử dụng mức độ tự do này để truyền tải thông tin. Trong bài viết này, chúng tôi thảo luận về các điều kiện mà mức độ tự do bổ sung này có thể hỗ trợ việc truyền tải thông tin và bản chất của kênh do sự chồng chất.

► Dữ liệu BibTeX

► Tài liệu tham khảo

[1] Daniel Ebler, Sina Salek và Giulio Chiribella. “Giao tiếp nâng cao với sự hỗ trợ của trật tự nhân quả không xác định”. Thư đánh giá vật lý 120 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[2] Giulio Chiribella, Giacomo Mauro D'Ariano, Paolo Perinotti và Benoit Valiron. “Tính toán lượng tử không có cấu trúc nhân quả xác định”. Đánh giá vật lý A – Vật lý nguyên tử, phân tử và quang học 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 và Gustavo Lima. “Lợi thế tính toán từ sự chồng chất lượng tử của nhiều bậc thời gian của cổng quang tử”. PRX Lượng Tử 2 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami, Y. Cao, GA Paz-Silva, J. Romero và AG White. “Tăng cường năng lực giao tiếp thông qua chồng chất trật tự”. Nghiên cứu đánh giá vật lý 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 và Philip Walther. “Xác minh thực nghiệm về trật tự nhân quả không xác định”. Những tiến bộ khoa học 3 (2017).
https: / / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1602589

[6] Yu Guo, Xiao Min Hu, Zhi Bo Hou, Huân Cao, Jin Ming Cui, Bi Heng Liu, Yun Feng Huang, Chuan Feng Li, Guan Can Guo và Giulio Chiribella. “Truyền tải thử nghiệm thông tin lượng tử bằng cách sử dụng sự chồng chất của các trật tự nhân quả”. Thư đánh giá vật lý 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 và Philip Walther. “Thí nghiệm chồng chất bậc của cổng lượng tử”. Truyền thông Thiên nhiên 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 và Philip Walther. “Tăng cường giao tiếp lượng tử thử nghiệm bằng cách xếp chồng các quỹ đạo”. Nghiên cứu đánh giá vật lý 3 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093

[9] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas và Juan Ariel Levenson. “Nâng cao khả năng giao tiếp thông qua điều khiển mạch lạc lượng tử của n kênh trong kịch bản trật tự nhân quả không xác định”. Entropy 21 (2019).
https: / / doi.org/ 10.3390 / e21101012

[10] Lorenzo M. Procopio, Francisco Delgado, Marco Enríquez, Nadia Belabas và Juan Ariel Levenson. “Gửi thông tin cổ điển qua ba kênh ồn ào trong sự chồng chất của các trật tự nhân quả”. Đánh giá vật lý A 101 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012346

[11] Giulio Chiribella và Hlér Kristjánsson. “Lý thuyết shannon lượng tử với sự chồng chất của quỹ đạo”. Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia A: Khoa học Toán học, Vật lý và Kỹ thuật 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 và Guruprasad Kar. “Trật tự nhân quả không xác định cho phép giao tiếp lượng tử hoàn hảo với các kênh có công suất bằng 23”. Tạp chí Vật lý mới 2021 (XNUMX).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​abe7a0

[13] Giulio Chiribella, Matt Wilson và HF Châu. “Truyền dữ liệu lượng tử và cổ điển thông qua các kênh khử cực hoàn toàn trong sự chồng chất của các trật tự tuần hoàn”. Thư đánh giá vật lý 127 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim, Michal Sedlak, Kratveer Singh và Arun Kumar Pati. “Giao tiếp cổ điển với trật tự nhân quả không xác định cho n kênh khử cực hoàn toàn”. Đánh giá vật lý A 103 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062610

[15] N. Gisin, N. Linden, S. Massar và S. Popescu. “Lọc lỗi và lọc vướng víu cho truyền thông lượng tử”. Đánh giá vật lý A – Vật lý nguyên tử, phân tử và quang học 72 (2005).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012338

[16] Daniel KL Ơi. “Sự can thiệp của các kênh lượng tử”. Thư đánh giá vật lý 91 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.067902

[17] Alastair A. Abbott, Julian Wechs, Dominic Horsman, Mehdi Mhalla và Cyril Branciard. “Giao tiếp thông qua điều khiển mạch lạc các kênh lượng tử”. Lượng tử 4 (2020).
https:/​/​doi.org/​10.22331/​Q-2020-09-24-333

[18] Philippe Allard Guérin, Giulia Rubino và Časlav Brukner. “Giao tiếp thông qua tiếng ồn được kiểm soát lượng tử”. Đánh giá vật lý 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 và Philip Walther. “Thí nghiệm giao tiếp hai chiều với một photon”. Công nghệ lượng tử nâng cao 2 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1002 / qute.201900050

[20] Flavio Del Santo và Borivoje Dakić. “Giao tiếp hai chiều với một hạt lượng tử duy nhất”. Thư đánh giá vật lý 120, 1–5 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.060503

[21] Mateus Araújo, Adrien Feix, Fabio Costa và Časlav Brukner. “Mạch lượng tử không thể điều khiển các hoạt động chưa biết”. Tạp chí Vật lý mới 16 (2014).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​16/​9/​093026

[22] Teiko Heinosaari và Takayuki Miyadera. “Sự không tương thích của các kênh lượng tử”. Tạp chí Vật lý A: Toán và Lý thuyết 50 (2017).
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1751-8121/​aa5f6b

[23] Cristhiano Duarte, Lorenzo Catani và Raphael C. Drumond. “Liên quan đến khả năng tương thích và khả năng phân chia của các kênh lượng tử”. Tạp chí Quốc tế Vật lý Lý thuyết 61 (2022).
https: / / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05165-z

[24] John Watrous. “Lý thuyết về thông tin lượng tử”. Chương 8. Nhà xuất bản Đại học Cambridge. (2018).
https: / / doi.org/ 10.1017 / 9781316848142

Trích dẫn

[1] Michael Antesberger, Marco Túlio Quintino, Philip Walther và Lee A. Rozema, “Chụp cắt lớp ma trận quy trình bậc cao của SWITCH lượng tử ổn định thụ động”, arXiv: 2305.19386, (2023).

Các trích dẫn trên là từ SAO / NASA ADS (cập nhật lần cuối thành công 2023 / 10-06 00:18:24). Danh sách có thể không đầy đủ vì không phải tất cả các nhà xuất bản đều cung cấp dữ liệu trích dẫn phù hợp và đầy đủ.

On Dịch vụ trích dẫn của Crossref không có dữ liệu về các công việc trích dẫn được tìm thấy (lần thử cuối cùng 2023 / 10-06 00:18:23).

Bài viết này được xuất bản trong Lượng tử dưới Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0) giấy phép. Bản quyền vẫn thuộc về chủ sở hữu bản quyền gốc như các tác giả hoặc tổ chức của họ.

Dấu thời gian:

Thêm từ Tạp chí lượng tử