論文の概要: Quantum communication complexity beyond Bell nonlocality

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.06552v1
• Date: Fri, 11 Jun 2021 18:00:09 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-26 23:32:39.412026
• Title: Quantum communication complexity beyond Bell nonlocality
• Title（参考訳）: ベル非局所性を超えた量子通信複雑性
• Authors: Joseph Ho, George Moreno, Samura\'i Brito, Francesco Graffitti, Christopher L. Morrison, Ranieri Nery, Alexander Pickston, Massimiliano Proietti, Rafael Rabelo, Alessandro Fedrizzi, and Rafael Chaves
• Abstract要約: 効率的な分散コンピューティングは、リソース要求タスクを解決するためのスケーラブルな戦略を提供する。 量子リソースはこのタスクに適しており、古典的手法よりも優れた明確な戦略を提供する。 我々は,ベルのような不等式に,新たなコミュニケーション複雑性タスクのクラスを関連付けることができることを証明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 87.70068711362255
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Efficient distributed computing offers a scalable strategy for solving resource-demanding tasks such as parallel computation and circuit optimisation. Crucially, the communication overhead introduced by the allotment process should be minimised -- a key motivation behind the communication complexity problem (CCP). Quantum resources are well-suited to this task, offering clear strategies that can outperform classical counterparts. Furthermore, the connection between quantum CCPs and nonlocality provides an information-theoretic insights into fundamental quantum mechanics. Here we connect quantum CCPs with a generalised nonlocality framework -- beyond the paradigmatic Bell's theorem -- by incorporating the underlying causal structure, which governs the distributed task, into a so-called nonlocal hidden variable model. We prove that a new class of communication complexity tasks can be associated to Bell-like inequalities, whose violation is both necessary and sufficient for a quantum gain. We experimentally implement a multipartite CCP akin to the guess-your-neighbour-input scenario, and demonstrate a quantum advantage when multipartite Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states are shared among three users.
• Abstract（参考訳）: 効率的な分散コンピューティングは、並列計算や回路最適化といったリソース要求タスクを解決するためのスケーラブルな戦略を提供する。 重要なことは、割当プロセスによって引き起こされる通信オーバーヘッドを最小化するべきです -- 通信複雑性問題(CCP)の背後にある重要な動機です。 量子リソースはこのタスクに適しており、古典的手法よりも優れた明確な戦略を提供する。 さらに、量子ccpsと非局所性の関係は、基本的な量子力学に対する情報理論的な洞察を与える。 ここでは、分散タスクを管理する根底にある因果構造をいわゆる非局所隠れ変数モデルに組み込むことにより、量子CCPを、ベルの定理を越えて一般化された非局所性フレームワークと接続する。 我々は、新しい種類の通信複雑性タスクがベル的不等式に関連付けられることを証明し、その違反は量子ゲインに必要かつ十分であることを示した。 我々は,多成分のccpを実装し,多成分のgreenberger-horne-zeilinger (ghz) 状態が3つのユーザ間で共有された場合の量子アドバンテージを実証する。

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