論文の概要: The variance of relative surprisal as single-shot quantifier
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.08391v3
- Date: Tue, 29 Mar 2022 12:51:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-02 00:10:56.396929
- Title: The variance of relative surprisal as single-shot quantifier
- Title(参考訳): 単発量化器としての相対確率のばらつき
- Authors: Paul Boes, Nelly H. Y. Ng, Henrik Wilming
- Abstract要約: 我々は、(相対的な)前提条件が、単発設定における量子状態のペア間の近似状態遷移に十分な条件を与えることを示す。
さらに、(相対的な)エントロピーの、単純で物理的に魅力的な単一ショットのキャラクタリゼーションを導出する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The variance of (relative) surprisal, also known as varentropy, so far mostly
plays a role in information theory as quantifying the leading order corrections
to asymptotic i.i.d.~limits. Here, we comprehensively study the use of it to
derive single-shot results in (quantum) information theory. We show that it
gives genuine sufficient and necessary conditions for approximate
state-transitions between pairs of quantum states in the single-shot setting,
without the need for further optimization. We also clarify its relation to
smoothed min- and max-entropies, and construct a monotone for resource theories
using only the standard (relative) entropy and variance of (relative)
surprisal. This immediately gives rise to enhanced lower bounds for entropy
production in random processes. We establish certain properties of the variance
of relative surprisal which will be useful for further investigations, such as
uniform continuity and upper bounds on the violation of sub-additivity.
Motivated by our results, we further derive a simple and physically appealing
axiomatic single-shot characterization of (relative) entropy which we believe
to be of independent interest. We illustrate our results with several
applications, ranging from interconvertibility of ergodic states, over Landauer
erasure to a bound on the necessary dimension of the catalyst for catalytic
state transitions and Boltzmann's H-theorem.
- Abstract(参考訳): 相対的な)超越の分散(varentropy)は、情報理論において、漸近的なi.i.d.~limitsに対する主次補正の定量化としての役割を担っている。
本稿では,(量子)情報理論における単発結果の導出法を包括的に検討する。
単一ショット設定における量子状態のペア間の状態遷移を、さらなる最適化を必要とせず、十分かつ必要な条件を与えることを示す。
また、そのスムーズなミンエントロピーと最大エントロピーとの関係を明らかにし、標準(相対)エントロピーと(相対)サブプライムの分散のみを用いて資源理論のためのモノトーンを構築する。
これにより、ランダムプロセスにおけるエントロピー生成の低域がすぐに増大する。
我々は, 部分付加性の破れに関する一様連続性や上界など, さらなる研究に役立つような, 相対的仮定の分散の特定の性質を確立する。
また,本研究の結果から,より単純かつ物理的に魅力的な,独立した興味を持つと考えられる(相対的な)エントロピーの単一ショットのキャラクタリゼーションを導出した。
本研究では, エルゴード状態の相互可換性, ランダウアー消去性, 触媒の触媒状態遷移に必要な次元の制限, ボルツマンのh-理論など, 様々な応用例について紹介する。
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