論文の概要: Quantifying the performance of bidirectional quantum teleportation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07905v3
- Date: Wed, 19 Oct 2022 20:25:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 00:17:04.568408
- Title: Quantifying the performance of bidirectional quantum teleportation
- Title（参考訳）: 双方向量子テレポーテーションの性能の定量化
- Authors: Aliza U. Siddiqui and Mark M. Wilde
- Abstract要約: 双方向テレポーテーションは、2つのパーティ間で量子情報を交換するための基本的なプロトコルである。
我々は,一方向双方向テレポーテーションのシミュレーション誤差を定量化する2つの方法を開発した。
一方向の双方向テレポーテーションのシミュレーション誤差に対して,半定値プログラミングが低い値を求める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.345523830122166
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Bidirectional teleportation is a fundamental protocol for exchanging quantum
information between two parties by means of a shared resource state and local
operations and classical communication (LOCC). Here we develop two seemingly
different ways of quantifying the simulation error of unideal bidirectional
teleportation by means of the normalized diamond distance and the channel
infidelity, and we prove that they are equivalent. By relaxing the set of
operations allowed from LOCC to those that completely preserve the positivity
of the partial transpose, we obtain semi-definite programming lower bounds on
the simulation error of unideal bidirectional teleportation. We evaluate these
bounds for several key examples: when there is no resource state at all and for
isotropic and Werner states, in each case finding an analytical solution. The
first aforementioned example establishes a benchmark for classical versus
quantum bidirectional teleportation. Another example consists of a resource
state resulting from the action of a generalized amplitude damping channel on
two Bell states, for which we find an analytical expression for the simulation
error. We then evaluate the performance of some schemes for bidirectional
teleportation due to Kiktenko et al. and find that they are suboptimal and do
not go beyond the aforementioned classical limit. We offer a scheme alternative
to theirs that is provably optimal. Finally, we generalize the whole
development to the setting of bidirectional controlled teleportation, in which
there is an additional assisting party who helps with the exchange of quantum
information, and we establish semi-definite programming lower bounds on the
simulation error for this task. More generally, we provide semi-definite
programming lower bounds on the performance of bipartite and multipartite
channel simulation using a shared resource state and LOCC.
- Abstract（参考訳）: 双方向テレポーテーションは、共有リソース状態とローカル操作と古典通信(LOCC)を用いて、両者間で量子情報を交換するための基本的なプロトコルである。
ここでは,非理想的双方向テレポーテーションのシミュレーション誤差を正規化ダイヤモンド距離とチャネル不忠実性を用いて定量化する方法を2つ開発した。
LOCCから許容される操作の集合を部分的変換の正当性を完全に保存する操作に緩和することにより、一方的双方向テレポーテーションのシミュレーション誤差に基づく半定プログラミングの下限を求める。
資源状態が全く存在しない場合と、等方性とヴェルナー状態の場合、それぞれのケースで解析解を見つける場合である。
前述した最初の例は、古典対量子双方向テレポーテーションのベンチマークを確立する。
別の例は、2つのベル状態に対する一般化された振幅減衰チャネルの作用から生じる資源状態であり、シミュレーションエラーの解析式を見いだす。
次に,キクテンコ等による双方向通信方式の性能評価を行い,これらが最適以下であり,上記の古典的限界を超えないことを見出した。
我々は、確実に最適である彼らの代替策を提供する。
最後に、この開発全体を双方向制御テレポーテーションの設定に一般化し、量子情報の交換を支援する補助役が加わり、このタスクのシミュレーションエラーに対する半定プログラミングの下位境界を確立する。
より一般に、共有リソース状態とloccを用いた2部および複数部チャネルシミュレーションの性能に関する半定型プログラミング下限を提供する。
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