論文の概要: Bosonic quantum communication across arbitrarily high loss channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.08895v2
- Date: Thu, 10 Sep 2020 20:49:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-28 17:50:30.829356
- Title: Bosonic quantum communication across arbitrarily high loss channels
- Title（参考訳）: 任意に高損失チャネル間のボソニック量子通信
- Authors: Ludovico Lami, Martin B. Plenio, Vittorio Giovannetti, and Alexander
S. Holevo
- Abstract要約: 一般減衰器$Phi_lambda, sigma$はボゾン量子チャネルであり、入力と固定された環境状態を組み合わせることで作用する。
任意の$lambda>0$に対して、適切な単一モード状態 $sigma(lambda)$が存在することを示す。
我々の結果は、チャネルの入力でエネルギー制約を固定しても成り立ち、任意に低い透過率の極限でも一定の速度で量子通信が可能であることを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.58838842613457
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A general attenuator $\Phi_{\lambda, \sigma}$ is a bosonic quantum channel
that acts by combining the input with a fixed environment state $\sigma$ in a
beam splitter of transmissivity $\lambda$. If $\sigma$ is a thermal state the
resulting channel is a thermal attenuator, whose quantum capacity vanishes for
$\lambda\leq 1/2$. We study the quantum capacity of these objects for generic
$\sigma$, proving a number of unexpected results. Most notably, we show that
for any arbitrary value of $\lambda>0$ there exists a suitable single-mode
state $\sigma(\lambda)$ such that the quantum capacity of
$\Phi_{\lambda,\sigma(\lambda)}$ is larger than a universal constant $c>0$. Our
result holds even when we fix an energy constraint at the input of the channel,
and implies that quantum communication at a constant rate is possible even in
the limit of arbitrarily low transmissivity, provided that the environment
state is appropriately controlled. We also find examples of states $\sigma$
such that the quantum capacity of $\Phi_{\lambda,\sigma}$ is not monotonic in
$\lambda$. These findings may have implications for the study of communication
lines running across integrated optical circuits, of which general attenuators
provide natural models.
- Abstract（参考訳）: 一般減衰器 $\phi_{\lambda, \sigma}$ は、伝送率 $\lambda$ のビームスプリッターにおいて、入力と固定環境状態 $\sigma$ を組み合わせることによって作用するボソニック量子チャネルである。
もし$\sigma$ が熱状態であれば、チャネルは熱減衰器であり、その量子容量は$\lambda\leq 1/2$ で消滅する。
これらの物体の量子容量を一般の$\sigma$で調べ、予期せぬ結果をいくつも証明した。
特に、$\lambda>0$ の任意の値に対して、$\Phi_{\lambda,\sigma(\lambda)}$ の量子容量が普遍定数 $c>0$ よりも大きいような、適切な単一モード状態 $\sigma(\lambda)$ が存在することを示す。
我々の結果は、チャネルの入力でエネルギー制約を固定しても成り立ち、環境状態が適切に制御されている場合、任意に低い透過率の極限でも一定の速度で量子通信が可能であることを示唆する。
また、$\sigma$という状態の例として、$\phi_{\lambda,\sigma}$の量子容量は$\lambda$では単調ではない。
これらの結果は、一般的な減衰器が自然モデルを提供する集積光回路を横断する通信線の研究に意味を持つ可能性がある。
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