論文の概要: Communication Cost of Quantum Processes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.06840v3
• Date: Mon, 26 Oct 2020 15:42:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-03 11:14:49.081272
• Title: Communication Cost of Quantum Processes
• Title（参考訳）: 量子プロセスの通信コスト
• Authors: Yuxiang Yang, Giulio Chiribella, and Masahito Hayashi
• Abstract要約: 分散コンピューティングにおける一般的なシナリオは、リモートコンピュータ上で計算を実行するようサーバに要求するクライアントである。 重要な問題は、所望の計算を指定するのに必要な最小限の通信量を決定することである。 クライアントが選択した量子処理を正確に実行するために、サーバが必要とする(古典的および量子的)通信の総量を分析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.281159740373326
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A common scenario in distributed computing involves a client who asks a server to perform a computation on a remote computer. An important problem is to determine the minimum amount of communication needed to specify the desired computation. Here we extend this problem to the quantum domain, analyzing the total amount of (classical and quantum) communication needed by a server in order to accurately execute a quantum process chosen by a client from a parametric family of quantum processes. We derive a general lower bound on the communication cost, establishing a relation with the precision limits of quantum metrology: if a $\nu$-dimensional family of processes can be estimated with mean squared error $n^{-\beta}$ by using $n$ parallel queries, then the communication cost for $n$ parallel executions of a process in the family is at least $(\beta\nu/2-\epsilon)\log n$ qubits at the leading order in $n$, for every $\epsilon>0$. For a class of quantum processes satisfying the standard quantum limit ($\beta=1$), we show that the bound can be attained by transmitting an approximate classical description of the desired process. For quantum processes satisfying the Heisenberg limit ($\beta=2$), our bound shows that the communication cost is at least twice as the cost of communicating standard quantum limited processes with the same number of parameters.
• Abstract（参考訳）: 分散コンピューティングにおける一般的なシナリオは、リモートコンピュータ上でサーバに計算を依頼するクライアントである。 重要な問題は、所望の計算を特定するのに必要な最小の通信量を決定することである。 ここでは、この問題を量子領域に拡張し、パラメトリックな量子プロセスの族からクライアントが選択した量子処理を正確に実行するために、サーバが必要とする(古典的および量子的)通信の総量を解析する。 もし$\nu$-次元のプロセス族が平均二乗誤差$n^{-\beta}$で計算できるなら、$n$の並列クエリを用いて、家族内のプロセスの並行実行の通信コストは$(\beta\nu/2-\epsilon)\log n$ qubits at the lead order in $n$, for every $\epsilon>0$である。 標準量子極限(\beta=1$)を満たす量子過程のクラスについて、所望の過程の近似古典的記述を伝達することにより、境界が達成可能であることを示す。 ハイゼンベルク限界を満たす量子プロセス (\beta=2$) に対して、我々の境界は、通信コストが同じパラメータ数で標準量子制限プロセスと通信するコストの少なくとも2倍であることを示している。

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