論文の概要: Certifying the Classical Simulation Cost of a Quantum Channel

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.12543v1
• Date: Wed, 24 Feb 2021 20:22:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-10 00:47:39.594006
• Title: Certifying the Classical Simulation Cost of a Quantum Channel
• Title（参考訳）: 量子チャネルの古典的シミュレーションコストの認定
• Authors: Brian Doolittle and Eric Chitambar
• Abstract要約: 量子情報科学の基本的な目的は、特定の量子系をシミュレートする古典的資源のコストを決定することである。 本稿では,チャネルのシグナリング次元に下および上界を置くデバイス非依存テストのコレクションを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.974890682815778
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A fundamental objective in quantum information science is to determine the cost in classical resources of simulating a particular quantum system. The classical simulation cost is quantified by the signaling dimension which specifies the minimum amount of classical communication needed to perfectly simulate a channel's input-output correlations when unlimited shared randomness is held between encoder and decoder. This paper provides a collection of device-independent tests that place lower and upper bounds on the signaling dimension of a channel. Among them, a single family of tests is shown to determine when a noisy classical channel can be simulated using an amount of communication strictly less than either its input or its output alphabet size. In addition, a family of eight Bell inequalities is presented that completely characterize when any four-outcome measurement channel, such as a Bell measurement, can be simulated using one communication bit and shared randomness. Finally, we bound the signaling dimension for all partial replacer channels in $d$ dimensions. The bounds are found to be tight for the special case of the erasure channel.
• Abstract（参考訳）: 量子情報科学の基本的な目的は、特定の量子系をシミュレートする古典的資源のコストを決定することである。 エンコーダとデコーダの間で無制限に共有ランダム性を保持する場合、チャネルの入出力相関を完璧にシミュレートするために必要な古典的通信の最小量を特定するシグナリング次元によって古典的シミュレーションコストを定量化する。 本稿では,チャネルのシグナリング次元に下および上界を置くデバイス非依存テストのコレクションを提供する。 これらのうち、単一のテストファミリは、入力または出力アルファベットサイズよりも厳密に少ない通信量を用いて、ノイズの多い古典的なチャネルをシミュレートできるかどうかを決定する。 さらに、ベル測定などの4アウトカム測定チャネルを1つの通信ビットと共有ランダムネスでシミュレートできる場合に、完全に特徴付ける8つのベル不等式族が提示される。 最後に、$d$次元のすべての部分置換器チャネルのシグナリング次元をバインドする。 境界は、消去チャンネルの特別な場合のためにタイトであることが分かる。

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