論文の概要: Optical quantum communication complexity in the simultaneous message passing model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.03195v2
• Date: Thu, 17 Dec 2020 04:45:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 18:06:19.896513
• Title: Optical quantum communication complexity in the simultaneous message passing model
• Title（参考訳）: 同時メッセージパッシングモデルにおける光量子通信複雑性
• Authors: Ashutosh Marwah and Dave Touchette
• Abstract要約: 通信中に送信される(等価な)キュービット数のカウントに基づく通信コスト対策は、そのようなプロトコルのコストを直接的に測定することはできない。 本稿では,具体的には光プロトコルに着目し,通信に必要な時間と通信中のエネルギーを,そのようなプロトコルの重要な物理資源とみなす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8782750537161614
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The communication cost of a classical protocol is typically measured in terms of the number of bits communicated for this determines the time required for communication during the protocol. Similarly, for quantum communication protocols, which use finite-dimensional quantum states, the communication cost is measured in terms of the number of qubits communicated. However, in quantum physics, one can also use infinite-dimensional states, like optical quantum states, for communication protocols. Communication cost measures based on counting the (equivalent) number of qubits transmitted during communication cannot be directly used to measure the cost of such protocols, which use infinite-dimensional states. Moreover, one cannot infer any physical property of infinite-dimensional protocols using such qubit based communication costs. In this paper, we provide a framework to understand the growth of physical resources in infinite-dimensional protocols. We focus on optical protocols for the sake of concreteness. The time required for communication and the energy expended during communication are identified as the important physical resources of such protocols. In an optical protocol, the time required for communication is determined by the number of time-bin modes that are transmitted from one party to another. The mean photon number of the messages sent determines the energy required during communication in the protocol. We prove a lower bound on the tradeoff between the growth of these two quantities with the growth of the problem size. We call such tradeoff relations optical quantum communication complexity relations.
• Abstract（参考訳）: 古典的なプロトコルの通信コストは通常、通信されるビット数によって測定され、プロトコルの通信に要する時間を決定する。 同様に、有限次元の量子状態を使用する量子通信プロトコルの場合、通信コストは、通信される量子ビットの数で測定される。 しかし、量子物理学では、通信プロトコルには光学量子状態のような無限次元の状態も使用できる。 通信中に送信される(等価な)キュービット数のカウントに基づく通信コスト測定は、無限次元状態を使用するプロトコルのコストを直接測定することはできない。 さらに、そのような量子ビットベースの通信コストを用いて無限次元プロトコルの物理的性質を推測することはできない。 本稿では,無限次元プロトコルにおける物理資源の成長を理解するための枠組みを提供する。 具体性のために光学プロトコルに焦点をあてる。 通信に必要な時間と通信中のエネルギーは、そのようなプロトコルの重要な物理資源として識別される。 光プロトコルでは、通信に必要な時間は、ある相手から別の相手へ送信されるタイムビンモードの数によって決定される。 送信されるメッセージの平均光子数は、プロトコルにおける通信に必要なエネルギーを決定する。 この2つの量の成長と問題の大きさの増大とのトレードオフが低いことを証明している。 このようなトレードオフ関係を光量子通信複雑性関係と呼ぶ。

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