論文の概要: Device-independent lower bounds on the conditional von Neumann entropy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.13692v1
- Date: Fri, 25 Jun 2021 15:24:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-25 13:59:34.189061
- Title: Device-independent lower bounds on the conditional von Neumann entropy
- Title(参考訳): 条件付きフォン・ノイマンエントロピー上のデバイス独立な下界
- Authors: Peter Brown, Hamza Fawzi and Omar Fawzi
- Abstract要約: 量子プロトコルのレートの低い境界を計算する数値計算法を提案する。
特に、現在の能力の領域内にある検出効率を最小限に抑えた新しいしきい値を示す。
提案手法はエントロピー累積定理と互換性があり,有限ラウンドプロトコルの速度を計算するのに利用できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.549307055348596
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The rates of several device-independent (DI) protocols, including quantum
key-distribution (QKD) and randomness expansion (RE), can be computed via an
optimization of the conditional von Neumann entropy over a particular class of
quantum states. In this work we introduce a numerical method to compute lower
bounds on such rates. We derive a sequence of optimization problems that
converge to the conditional von Neumann entropy of systems defined on general
separable Hilbert spaces. Using the Navascu\'es-Pironio-Ac\'in hierarchy we can
then relax these problems to semidefinite programs, giving a computationally
tractable method to compute lower bounds on the rates of DI protocols. Applying
our method to compute the rates of DI-RE and DI-QKD protocols we find
substantial improvements over all previous numerical techniques, demonstrating
significantly higher rates for both DI-RE and DI-QKD. In particular, for DI-QKD
we show a new minimal detection efficiency threshold which is within the realm
of current capabilities. Moreover, we demonstrate that our method is capable of
converging rapidly by recovering instances of known tight analytical bounds.
Finally, we note that our method is compatible with the entropy accumulation
theorem and can thus be used to compute rates of finite round protocols and
subsequently prove their security.
- Abstract(参考訳): 量子鍵分布(QKD)やランダムネス展開(RE)を含むいくつかのデバイス非依存(DI)プロトコルの速度は、特定の量子状態のクラスに対する条件付きフォン・ノイマンエントロピーの最適化によって計算できる。
本研究では,そのようなレートで下限を計算する数値計算手法を提案する。
一般分離ヒルベルト空間上で定義される系の条件付きフォン・ノイマンエントロピーに収束する最適化問題を導出する。
Navascu\'es-Pironio-Ac\'in階層を用いて、これらの問題を半定値プログラムに緩和し、DIプロトコルのレートの低い境界を計算する計算可能な方法を与える。
提案手法を適用してDI-REおよびDI-QKDプロトコルの速度を計算することにより,従来の数値手法よりも大幅に改善され,DI-REとDI-QKDの両者の速度が大幅に向上したことを示す。
特に、DI-QKDでは、現在の能力の範囲内にある最小限の検出効率しきい値を示す。
さらに, 本手法は, 既知の密接な解析境界のインスタンスを回収することで, 高速に収束できることを実証する。
最後に,本手法はエントロピー累積定理に適合するので,有限ラウンドプロトコルの計算速度を計算し,その安全性を証明できることを示す。
関連論文リスト
- D4FT: A Deep Learning Approach to Kohn-Sham Density Functional Theory [79.50644650795012]
コーンシャム密度汎関数論(KS-DFT)を解くための深層学習手法を提案する。
このような手法はSCF法と同じ表現性を持つが,計算複雑性は低下する。
さらに,本手法により,より複雑なニューラルベース波動関数の探索が可能となった。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-03-01T10:38:10Z) - Quantum key distribution rates from semidefinite programming [0.0]
本稿では,量子鍵分布プロトコルにおける鍵レートの効率的な計算アルゴリズムを提案する。
結果として得られるアルゴリズムは実装が簡単で、使いやすくなります。
実験データを再分析して、キーレートがどれだけ高いかを実証しています。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-11-10T17:47:37Z) - Decomposition of Matrix Product States into Shallow Quantum Circuits [62.5210028594015]
テンソルネットワーク(TN)アルゴリズムは、パラメタライズド量子回路(PQC)にマッピングできる
本稿では,現実的な量子回路を用いてTN状態を近似する新しいプロトコルを提案する。
その結果、量子回路の逐次的な成長と最適化を含む1つの特定のプロトコルが、他の全ての手法より優れていることが明らかとなった。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-01T17:08:41Z) - A Sublinear-Time Quantum Algorithm for Approximating Partition Functions [0.0]
本稿では,ギブス分割関数を線形時間で推定する新しい量子アルゴリズムを提案する。
これは、vStefankovivc, Vempala, Vigodaの半周期的なほぼ直線時間で得られる最初のスピードアップである。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-18T14:41:48Z) - Sample-Efficient Reinforcement Learning for POMDPs with Linear Function
Approximations [130.66193083412716]
本稿では,関数近似と部分観測可能性の緊張に対処する。
最適ポリシーと値関数は有限メモリヒルベルト・ベルマン作用素の列によって特徴づけられることを示す。
本稿では、カーネル空間(RKHS)の埋め込みを再現することで、これらの演算子の楽観的な推定値を構成するRLアルゴリズムを提案する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-04-20T21:15:38Z) - Faster One-Sample Stochastic Conditional Gradient Method for Composite
Convex Minimization [61.26619639722804]
滑らかで非滑らかな項の和として形成される凸有限サム目標を最小化するための条件勾配法(CGM)を提案する。
提案手法は, 平均勾配 (SAG) 推定器を備え, 1回に1回のサンプルしか必要としないが, より高度な分散低減技術と同等の高速収束速度を保証できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-26T19:10:48Z) - An application of the splitting-up method for the computation of a
neural network representation for the solution for the filtering equations [68.8204255655161]
フィルタ方程式は、数値天気予報、金融、工学など、多くの現実の応用において中心的な役割を果たす。
フィルタリング方程式の解を近似する古典的なアプローチの1つは、分割法と呼ばれるPDEにインスパイアされた方法を使うことである。
我々はこの手法をニューラルネットワーク表現と組み合わせて、信号プロセスの非正規化条件分布の近似を生成する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-01-10T11:01:36Z) - Improving the accuracy and efficiency of quantum connected moments
expansions [4.9834612867114965]
量子化学において、変分量子固有解法(VQE)アルゴリズムはユビキタス化されている。
ここでは、ADAPT-VQEアルゴリズムを用いて浅い回路構築戦略をテストする。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-16T15:13:40Z) - Dimension Reduction in Quantum Key Distribution for Continuous- and
Discrete-Variable Protocols [3.749120127914018]
我々は,光連続可変鍵分布プロトコルの無限次元記述を有限次元の定式化に接続する手法を開発した。
量子光学QKDプロトコルのセキュアな鍵レートは、キーレート計算のために最近開発された信頼性の高い数値法を用いて評価することができる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-14T18:59:19Z) - Optimal oracle inequalities for solving projected fixed-point equations [53.31620399640334]
ヒルベルト空間の既知の低次元部分空間を探索することにより、確率観測の集合を用いて近似解を計算する手法を検討する。
本稿では,線形関数近似を用いた政策評価問題に対する時間差分学習手法の誤差を正確に評価する方法について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-12-09T20:19:32Z) - Computing conditional entropies for quantum correlations [10.549307055348596]
特に、デバイス非依存の量子鍵分布を実行するのに必要な、最小限の大域的検出効率について、新たな上限を求める。
正の整数に対するパラメータ $alpha_k = 1+frac12k-1$ を持つ反復平均量子 R'enyi の族を導入する。
この条件付きエントロピーは、デバイス非依存の最適化の文脈において、半定値プログラミング問題に緩和できる、特によい形式であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-07-24T15:27:51Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。