論文の概要: No-signalling constrains quantum computation with indefinite causal structure

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.10214v3
• Date: Thu, 25 Jan 2024 15:56:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-26 11:39:13.563440
• Title: No-signalling constrains quantum computation with indefinite causal structure
• Title（参考訳）: 不定因果構造をもつ非シグナリング制約量子計算
• Authors: Luca Apadula, Alessandro Bisio, and Paolo Perinotti
• Abstract要約: 我々は、不定因果構造を持つ量子計算の定式化を開発する。 我々は高階量子マップの計算構造を特徴付ける。 計算的および情報理論的な性質を持つこれらの規則は、量子システム間のシグナル伝達関係のより物理的概念によって決定される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 45.279573215172285
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum processes with indefinite causal structure emerge when we wonder which are the most general evolutions, allowed by quantum theory, of a set of local systems which are not assumed to be in any particular causal order. These processes can be described within the framework of higher-order quantum theory which, starting from considering maps from quantum transformations to quantum transformations, recursively constructs a hierarchy of quantum maps of increasingly higher order. In this work, we develop a formalism for quantum computation with indefinite causal structures; namely, we characterize the computational structure of higher order quantum maps. Taking an axiomatic approach, the rules of this computation are identified as the most general compositions of higher order maps which are compatible with the mathematical structure of quantum theory. We provide a mathematical characterization of the admissible composition for arbitrary higher order quantum maps. We prove that these rules, which have a computational and information-theoretic nature, are determined by the more physical notion of the signalling relations between the quantum systems of the higher order quantum maps.
• Abstract（参考訳）: 不定因果構造を持つ量子プロセスは、ある特定の因果次数ではないと仮定された局所系の集合の量子論によって許容される最も一般的な進化であると考えると現れる。 これらの過程は、量子変換から量子変換への写像を考えることから、より高次の量子写像の階層を再帰的に構築する高階量子理論の枠組みの中で記述することができる。 本研究では,不定因果構造を持つ量子計算のための形式論,すなわち高次量子写像の計算構造を特徴付ける。 公理的アプローチをとると、この計算の規則は、量子論の数学的構造と適合する高階写像の最も一般的な合成として識別される。 任意の高次量子写像に対する許容構成の数学的特徴付けを提供する。 計算および情報理論的な性質を持つこれらの規則は、高次量子写像の量子系間のシグナル関係のより物理的な概念によって決定される。

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