通过量子通道叠加进行实验通信

由柏拉图重新发布

关注： 0

彭亚瑟¹, 诺亚·卢普-格拉德斯坦¹、雨果·费雷蒂¹, Y·巴图汉·耶尔马兹¹, 阿伦·布罗杜奇^1,2，和阿芙莱姆·M·斯坦伯格^1,3

¹多伦多大学物理系和量子信息量子控制中心，60 St George St, Toronto, Ontario, M5S 1A7, Canada
²IonQ 加拿大公司 2300 Yonge St, Toronto ON, M4P 1E4
³加拿大高级研究所，多伦多，安大略省，M5G 1M1，加拿大

觉得本文有趣或想讨论？在SciRate上发表评论或发表评论.

抽象

通过通道相干控制来增强信息容量最近引起了人们的广泛关注，人们研究了通道因果顺序、通道叠加和信息编码的相干控制的效果。连贯地控制通道需要对通道描述进行重要的扩展，这对于叠加量子位通道来说相当于扩展通道以作用于量子体。在这里，我们通过比较去极化量子位通道和相关叠加和量子通道的最大相干信息，探讨了通道叠加的容量增强的本质。我们证明，扩展的 qutrit 通道描述本身足以解释容量的增强，而无需使用任何叠加。

►BibTeX数据

@article{Pang2023实验，doi = {10.22331/q-2023-10-03-1125}，url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-10-03-1125}，标题 = {实验{通过{Q}量子{C}通道的{S}叠加进行的C}通信{T}，作者={Pang，Arthur OT和Lupu-Gladstein，Noah和Ferretti，Hugo和Yilmaz，Y. Batuhan和Brodutch，Aharon和Steinberg, Aephraim M.}，期刊 = {{Quantum}}，issn = {2521-327X}，出版商 = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}，卷 = { 7}，页数 = {1125}，月份 = 2023 月，年份 = {XNUMX} }

►参考

[1] 丹尼尔·埃伯勒、西娜·萨利克和朱利奥·奇里贝拉。 “在不确定的因果顺序的帮助下增强沟通”。物理评论快报 120 (2018)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[2] 朱利奥·奇里贝拉、贾科莫·毛罗·达里亚诺、保罗·佩里诺蒂和伯努瓦·瓦利隆。 “没有明确因果结构的量子计算”。物理评论 A – 原子、分子和光学物理 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 和 Gustavo Lima。 “光子门多个时间顺序的量子叠加的计算优势”。 PRX 量子 2 (2021)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / prxquantum.2.010320

[4] K. Goswami、Y. Cao、GA Paz-Silva、J. Romero 和 AG White。 “通过顺序叠加增加通信能力”。物理评论研究 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 和 Philip Walther。 “不确定因果顺序的实验验证”。科学进展 3 (2017)。
https：/ / doi.org/ 10.1126 / sciadv.1602589

[6] 郭宇、胡晓敏、侯志博、曹欢、崔金明、刘碧恒、黄云峰、李传峰、郭光灿和朱利奥·奇里贝拉。 “利用因果顺序的叠加进行量子信息的实验传输”。物理评论快报 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 和 Philip Walther。 “量子门阶数的实验叠加”。自然通讯 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 和 Philip Walther。 “通过叠加轨迹增强实验量子通信”。物理评论研究 3 (2021)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.013093

[9] 洛伦佐·普罗科皮奥、弗朗西斯科·德尔加多、马可·恩里克斯、纳迪亚·贝拉巴斯和胡安·阿里尔·利文森。 “在不确定因果顺序场景中通过 n 个通道的量子相干控制来增强通信”。熵 21 (2019)。
https：///doi.org/10.3390/e21101012

[10] 洛伦佐·普罗科皮奥、弗朗西斯科·德尔加多、马可·恩里克斯、纳迪亚·贝拉巴斯和胡安·阿里尔·利文森。 “通过因果顺序叠加的三个噪声通道发送经典信息”。物理评论 A 101 (2020)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012346

[11] 朱利奥·奇里贝拉和赫勒·克里斯蒂安松。 “轨迹叠加的量子香农理论”。英国皇家学会学报 A：数学、物理和工程科学 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 和 Guruprasad Kar。 “不确定的因果顺序可以实现零容量通道的完美量子通信”。新物理学杂志 23 (2021)。
https://doi.org/10.1088/1367-2630/abe7a0

[13] 朱利奥·奇里贝拉、马特·威尔逊和 HF Chau。 “通过循环顺序叠加的完全去极化通道进行量子和经典数据传输”。物理评论快报 127 (2021)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.190502

[14] Sk Sazim、Michal Sedlak、Kratveer Singh 和 Arun Kumar Pati。 “n 个完全去极化通道具有无限因果顺序的经典通信”。物理评论 A 103 (2021)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062610

[15] N.吉辛、N.林登、S.马萨尔和S.波佩斯库。 “量子通信的错误过滤和纠缠净化”。物理评论 A – 原子、分子和光学物理 72 (2005)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.72.012338

[16] 丹尼尔·KL·爱. “量子通道的干扰”。物理评论快报 91 (2003)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.91.067902

[17] 阿拉斯泰尔·阿伯特、朱利安·韦克斯、多米尼克·霍斯曼、迈赫迪·马拉和西里尔·布兰西亚德。 “通过量子通道的相干控制进行通信”。量子 4（2020）。
https://doi.org/10.22331/Q-2020-09-24-333

[18] 菲利普·阿拉德·盖兰、朱莉娅·鲁比诺和卡斯拉夫·布鲁克纳。 “通过量子控制噪声进行通信”。物理评论 A 99 (2019)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.99.062317

[19] Francesco Massa、Amir Moqanaki、Ámin Baumeler、Flavio Del Santo、Joshua A. Kettlewell、Borivoje Dakić 和 Philip Walther。 “用一个光子进行双向通信的实验”。先进量子技术 2 (2019)。
https：/ / doi.org/ 10.1002 / qute.201900050

[20] 弗拉维奥·德尔·桑托和博里沃耶·达基奇。 “与单个量子粒子的双向通信”。物理评论快报 120, 1–5 (2018)。
https：/ / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.060503

[21] 马特乌斯·阿劳霍、阿德里安·菲克斯、法比奥·科斯塔和卡斯拉夫·布鲁克纳。 “量子电路无法控制未知的操作”。新物理学杂志 16 (2014)。
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/9/093026

[22] 平野太里 Teiko 和宫寺贵之。 “量子通道的不兼容性”。物理学杂志 A：数学和理论 50（2017）。
https://doi.org/10.1088/1751-8121/aa5f6b

[23] 克里斯蒂亚诺·杜阿尔特、洛伦佐·卡塔尼和拉斐尔·C·德拉蒙德。 “有关量子通道的兼容性和可分性”。国际理论物理学杂志 61 (2022)。
https：/ / doi.org/ 10.1007 / s10773-022-05165-z

[24] 约翰·沃特勒斯. “量子信息理论”。第 8 章剑桥大学出版社。（2018）。
https：/ / doi.org/10.1017/ 9781316848142