論文の概要: Entropic singularities give rise to quantum transmission

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.10367v2
• Date: Fri, 1 Oct 2021 15:46:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-28 07:36:03.822030
• Title: Entropic singularities give rise to quantum transmission
• Title（参考訳）: エントロピー特異点が量子透過を引き起こす
• Authors: Vikesh Siddhu
• Abstract要約: 非付加性により、量子デバイス(別名量子チャネル)は予想以上に多くの情報を送ることができる。 チャネルのコヒーレントな情報の肯定性に関する一般的な定理を証明する。 幅広い種類のゼロ量子容量量子ビットチャネルは、量子情報を送信する際に不完全な消去チャネルを支援することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8073142980733
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: When can noiseless quantum information be sent across noisy quantum devices? And at what maximum rate? These questions lie at the heart of quantum technology, but remain unanswered because of non-additivity -- a fundamental synergy which allows quantum devices (aka quantum channels) to send more information than expected. Previously, non-additivity was known to occur in very noisy channels with coherent information much smaller than that of a perfect channel; but, our work shows non-additivity in a simple low-noise channel. Our results extend even further. We prove a general theorem concerning positivity of a channel's coherent information. A corollary of this theorem gives a simple dimensional test for a channel's capacity. Applying this corollary solves an open problem by characterizing all qubit channels whose complement has non-zero capacity. Another application shows a wide class of zero quantum capacity qubit channels can assist an incomplete erasure channel in sending quantum information. These results arise from introducing and linking logarithmic singularities in the von-Neumann entropy with quantum transmission: changes in entropy caused by this singularity are a mechanism responsible for both positivity and non-additivity of the coherent information. Analysis of such singularities may be useful in other physics problems.
• Abstract（参考訳）: ノイズのない量子情報はいつノイズの多い量子デバイスに送信できるのか? 最大レートは? これらの疑問は量子技術の核心にあるが、非付加性のため未解決のままである。量子デバイス(別名量子チャネル)が期待以上に多くの情報を送ることを可能にする基本的なシナジーである。 従来, 完全チャネルよりもコヒーレントな情報を持つ非常にノイズの多いチャネルでは, 非付加性が存在することが知られていたが, 単純な低雑音チャネルでは, 非付加性を示す。 我々の結果はさらに長引く。 チャネルのコヒーレント情報の肯定性に関する一般的な定理を証明する。 この定理の系は、チャネルの容量に対する単純な次元のテストを与える。 この論理を適用すれば、補体がゼロではない全てのキュービットチャネルを特徴付けることにより、オープンな問題を解決できる。 別の応用は、量子情報の送信において不完全な消去チャネルを補助できる広範囲なゼロ量子容量量子ビットチャネルを示す。 これらの結果は、von-Neumannエントロピーの対数特異点と量子伝達の結びつきから生じる: この特異性によって引き起こされるエントロピーの変化は、コヒーレント情報の肯定性と非付加性の両方の原因となるメカニズムである。 このような特異点の解析は、他の物理学問題において有用である。

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