論文の概要: Measurement incompatibility and quantum advantage in communication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.14582v3
- Date: Mon, 12 Jun 2023 17:16:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-14 02:28:42.627882
- Title: Measurement incompatibility and quantum advantage in communication
- Title（参考訳）: 通信における計測の不適合性と量子優位
- Authors: Debashis Saha, Debarshi Das, Arun Kumar Das, Bihalan Bhattacharya, and
A. S. Majumdar
- Abstract要約: 測定の不整合性は、単一のシステムで同時に実行できない量子測定の存在を規定している。
共有ランダム性を支援するd次元古典システムから得られる入力出力確率の集合は、任意の通信シナリオにおける共有ランダム性と互換性のある測定に制限されたd次元量子戦略から得られる集合と同じであることを示す。
- 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: Measurement incompatibility stipulates the existence of quantum measurements
that cannot be carried out simultaneously on single systems. We show that the
set of input-output probabilities obtained from d-dimensional classical systems
assisted with shared randomness is the same as the set obtained from
d-dimensional quantum strategies restricted to compatible measurements with
shared randomness in any communication scenario. Thus, measurement
incompatibility is necessary for quantum advantage in communication, and any
quantum advantage (with or without shared randomness) in communication acts as
a witness to the incompatibility of the measurements at the receiver's end in a
semi-device-independent way. We introduce a class of communication tasks - a
general version of random access codes - to witness incompatibility of an
arbitrary number of quantum measurements with arbitrary outcomes acting on
d-dimensional systems, and provide generic upper bounds on the success metric
of these tasks for compatible measurements. We identify all sets of three
incompatible rank-one projective qubit measurements that random access codes
can witness. Finally, we present the generic relationship between different
sets of probability distributions - classical, quantum with or without shared
randomness, and quantum restricted to compatible measurements with or without
shared randomness - produced in communication scenarios.
- Abstract（参考訳）: 不和合性の測定は、単一システムでは同時に実施できない量子測定の存在を規定している。
共有ランダム性を支援するd次元古典システムから得られる入力出力確率の集合は、任意の通信シナリオにおける共有ランダム性と互換性のある測定に制限されたd次元量子戦略の集合と同じであることを示す。
したがって、通信における量子アドバンテージには測定の非互換性が必要であり、通信における任意の量子アドバンテージ(共有ランダム性の有無に関わらず)は、セミデバイスに依存しない方法で受信機の終端における測定の非互換性の証人として機能する。
ランダムアクセス符号の一般バージョンである通信タスクのクラスを導入し、D次元システムに作用する任意の結果を持つ任意の数の量子計測の不整合性を目撃し、これらのタスクの成功基準に関する一般的な上限を、互換性のある測定のために提供する。
ランダムアクセスコードが目撃できる3つの非互換なランク1射影量子ビット測定の集合を全て特定する。
最後に,異なる確率分布の集合 – 古典的, 量子的, 共有的ランダム性を持つか否か, および, 共有的ランダム性を持つか否かの相補的な関係を示す。
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