論文の概要: Beyond Shannon Limits: Quantum Communications through Quantum Paths
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/1912.08575v2
- Date: Wed, 29 Mar 2023 16:44:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-30 20:16:09.441305
- Title: Beyond Shannon Limits: Quantum Communications through Quantum Paths
- Title（参考訳）: シャノン限界を超えて:量子パスによる量子通信
- Authors: Marcello Caleffi, Kyrylo Simonov, Angela Sara Cacciapuoti
- Abstract要約: 我々は、量子パスを介して達成可能な量子容量を研究し、その上と下の境界を確立する。
本研究は, 通信路の古典的な配置よりも, 通信路の量子的経路において, 到達可能な通信速度の点で有意な優位性を示すものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.219077740523682
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A crucial step towards the 6th generation (6G) of networks would be a shift
in communication paradigm beyond the limits of Shannon's theory. In both
classical and quantum Shannon's information theory, communication channels are
generally assumed to combine through classical trajectories, so that the
associated network path traversed by the information carrier is well-defined.
Counter-intuitively, quantum mechanics enables a quantum information carrier to
propagate through a quantum path, i.e., through a path such that the causal
order of the constituting communications channels becomes indefinite. Quantum
paths exhibit astonishing features, such as providing non-null capacity even
when no information can be sent through any classical path. In this paper, we
study the quantum capacity achievable via a quantum path and establish upper
and the lower bounds for it. Our findings reveal the substantial advantage
achievable with a quantum path over any classical placements of communications
channels in terms of ultimate achievable communication rates. Furthermore, we
identify the region where a quantum path incontrovertibly outperforms the
amount of transmissible information beyond the limits of conventional quantum
Shannon's theory, and we quantify this advantage over classical paths through a
conservative estimate.
- Abstract（参考訳）: ネットワークの6世代(6g)に向けた重要なステップは、シャノンの理論の限界を超えたコミュニケーションパラダイムのシフトである。
古典的なシャノン情報理論と量子的なシャノン情報理論の両方において、通信チャネルは一般に古典的な軌跡を通して結合すると仮定される。
直観的に言うと、量子力学は量子情報キャリアが量子経路、すなわち構成する通信チャネルの因果順序が無期限になる経路を通じて伝播することを可能にする。
量子パスは、古典的なパスを通して情報を送ることができない場合でも、非nullキャパシティを提供するなど驚くべき特徴を示す。
本稿では,量子パスによって実現可能な量子容量について検討し,その上と下の境界を確立する。
本研究は, 通信路の古典的な配置よりも, 通信路の量子的経路において, 到達可能な通信速度の点で有意な優位性を示すものである。
さらに、量子経路が従来の量子シャノン理論の限界を超えて伝達可能な情報の量を上回る領域を特定し、保守的な推定を通じて古典的な経路よりもこの優位性を定量化する。
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