論文の概要: Quantifying classical information transmission by thermodynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.12110v2
• Date: Mon, 19 Feb 2024 16:52:29 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-21 07:56:14.465942
• Title: Quantifying classical information transmission by thermodynamics
• Title（参考訳）: 熱力学による古典情報伝送の定量化
• Authors: Chung-Yun Hsieh
• Abstract要約: 古典的コミュニケーションタスクの幅広いクラスにおいて、量子力学を通して古典的な情報の$n$ビットを伝達することは、熱力学的作業抽出タスクにおいて、$n$のエネルギー単位を抽出することと等価であることを示す。 この発見は情報伝達とエネルギー抽出のタスク間の解析的対応を提供するが、熱力学による古典的なコミュニケーションを定量化することもできる。
• 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: Energy transfer and information transmission are two fundamental aspects of nature. They are seemingly unrelated, while recent findings suggest that a deep connection between them is to be discovered. This amounts to asking: can we phrase the processes of transmitting classical bits equivalently as specific energy-exchanging tasks, thereby uncovering foundational links between them? We answer this question positively by showing that, for a broad class of classical communication tasks, transmitting $n$ bits of classical information via quantum dynamics is equivalent to extracting $n$ units of energy in a thermodynamic work-extraction task. This finding not only provides an analytical correspondence between information transmission and energy extraction tasks but also quantifies classical communication by thermodynamics. In the asymptotic regime, our results further provide thermodynamic meanings for the well-known Holevo-Schumacher-Westmoreland Theorem in quantum communication theory.
• Abstract（参考訳）: エネルギー伝達と情報伝達は自然の2つの基本的な側面である。 両者は無関係にみえるが、近年の研究では両者の深い関係が明らかになっている。 古典ビットを特定のエネルギー交換タスクとして同等に送信し、それによってそれらの間の基礎的な関係を明らかにするプロセスを句できるだろうか? 我々は、古典的なコミュニケーションタスクの幅広いクラスにおいて、量子力学を通して古典的な情報の$n$ビットを伝達することは、熱力学的なワーク抽出タスクにおいて、$n$のエネルギー単位を抽出することと等価であることを示した。 この発見は、情報伝達とエネルギー抽出タスクを分析的に対応させるだけでなく、熱力学による古典的コミュニケーションを定量化する。 漸近的な方法では、量子通信理論においてよく知られたホールボ・シュマヒャー・ウェストモアランドの定理に熱力学的意味を与える。

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