論文の概要: Experimental Lower Bounds to the Classical Capacity of Quantum Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.08749v2
• Date: Mon, 7 Jun 2021 09:14:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-23 21:21:30.609691
• Title: Experimental Lower Bounds to the Classical Capacity of Quantum Channels
• Title（参考訳）: 量子チャネルの古典的容量に対する実験的下限
• Authors: Mario A. Ciampini, \'Alvaro Cuevas, Paolo Mataloni, Chiara Macchiavello, Massimiliano F. Sacchi
• Abstract要約: ノイズのあるキュービットチャネルの古典的容量を証明するための実験的な手順を示す。 この方法は、固定された二部交絡状態を利用して、システムキュービットをチャネル入力に送信する。
• 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: We show an experimental procedure to certify the classical capacity for noisy qubit channels. The method makes use of a fixed bipartite entangled state, where the system qubit is sent to the channel input and the set of local measurements $\sigma_{x}\otimes\sigma_{x}$, $\sigma_{y}\otimes\sigma_{y}$ and $\sigma_{z}\otimes\sigma_{z}$ is performed at the channel output and the ancilla qubit, thus without resorting to full quantum process tomography. The witness to the classical capacity is then achieved by reconstructing sets of conditional probabilities, noise deconvolution, and classical optimization of the pertaining mutual information. The performance of the method to provide lower bounds to the classical capacity is tested by a two-photon polarization entangled state in Pauli channels and amplitude damping channels. The measured lower bounds to the channels are in high agreement with the simulated data, which take into account both the experimental entanglement fidelity $F=0.979\pm 0.011$ of the input state and the systematic experimental imperfections.
• Abstract（参考訳）: ノイズのあるキュービットチャネルの古典的容量を証明するための実験的な手順を示す。 この方法では、固定された二部交絡状態を用いて、系の量子ビットがチャネル入力に送信され、局所的な測定値の集合である$\sigma_{x}\otimes\sigma_{x}$, $\sigma_{y}\otimes\sigma_{y}$と$\sigma_{z}\otimes\sigma_{z}$がチャネル出力とアンシラ量子ビットで実行される。 古典的能力に対する証人は、条件付き確率、ノイズデコンボリューション、相互情報に関する古典的最適化の集合を再構築することによって達成される。 パウリチャネルと振幅減衰チャネルの2光子偏光エンタングル状態を用いて、古典的容量に低い境界を与える方法の性能を検証した。 チャネルに対する測定された下限は、入力状態の実験的絡み合い(F=0.979\pm 0.011$)と系統的な実験的欠陥の両方を考慮したシミュレーションデータと高い一致である。

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