論文の概要: The Entanglement-Assisted Communication Capacity over Quantum Trajectories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.08078v2
• Date: Wed, 20 Oct 2021 16:59:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 10:01:15.169034
• Title: The Entanglement-Assisted Communication Capacity over Quantum Trajectories
• Title（参考訳）: 量子軌道上の絡み合い支援通信能力
• Authors: Daryus Chandra, Marcello Caleffi, Angela Sara Cacciapuoti
• Abstract要約: 量子チャネルの不明確な因果順序は、ボトルネックキャパシティに違反する可能性があることを示す。 任意の量子パウリチャネルに対する絡み合い支援型古典的および量子的通信のキャパシティ表現を導出する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.836162272841265
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The unique and often-weird properties of quantum mechanics allow an information carrier to propagate through multiple trajectories of quantum channels simultaneously. This ultimately leads us to quantum trajectories with an indefinite causal order of quantum channels. It has been shown that indefinite causal order enables the violation of bottleneck capacity, which bounds the amount of the transferable classical and quantum information through a classical trajectory with a well-defined causal order of quantum channels. In this treatise, we investigate this beneficial property in the realm of both entanglement-assisted classical and quantum communications. To this aim, we derive closed-form capacity expressions of entanglement-assisted classical and quantum communication for arbitrary quantum Pauli channels over classical and quantum trajectories. We show that by exploiting the indefinite causal order of quantum channels, we obtain capacity gains over classical trajectory as well as the violation of bottleneck capacity for various practical scenarios. Furthermore, we determine the operating region where entanglement-assisted communication over quantum trajectory obtains capacity gain against classical trajectory and where the entanglement-assisted communication over quantum trajectory violates the bottleneck capacity.
• Abstract（参考訳）: 量子力学の特異かつ頻繁な性質により、情報キャリアは複数の量子チャネルを同時に伝播することができる。 これにより、量子チャネルの無期限因果順序を持つ量子軌道へと導かれる。 不定因果順がボトルネック容量の侵害を可能にし、量子チャネルの因果順が明確に定義された古典軌道を通じて転送可能な古典的情報と量子的情報の量を制限することが示されている。 本論文では, 絡み合い支援型古典通信と量子通信の両方の領域において, この有用性について検討する。 この目的のために、古典的および量子的軌道上の任意の量子ポーリチャネルに対する絡み合い支援古典的および量子的通信の閉形式的容量表現を導出する。 量子チャネルの無期限因果順序を生かして, 古典的軌道上での容量向上と, 様々な実用シナリオにおけるボトルネック容量の侵害が得られることを示す。 さらに,量子軌道上の絡み付き通信が古典的軌道に対するキャパシティゲインを獲得し,量子軌道上の絡み付き通信がキャパシティキャパシティに反する動作領域を決定する。

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