論文の概要: Coherence requirements for quantum communication from hybrid circuit dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.11547v1
• Date: Thu, 20 Oct 2022 19:28:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-18 20:05:17.747438
• Title: Coherence requirements for quantum communication from hybrid circuit dynamics
• Title（参考訳）: ハイブリッド回路力学からの量子通信におけるコヒーレンス要件
• Authors: Shane P. Kelly, Ulrich Poschinger, Ferdinand Schmidt-Kaler, Matthew P.A. Fisher, and Jamir Marino
• Abstract要約: 量子状態のコヒーレント重ね合わせは、量子情報処理の重要な資源である。 本稿では、テストベッドとして、ハイブリッドランダム回路のクラスを用いて、量子情報を伝えるためのコヒーレンス要件について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 22.42090005507693
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The coherent superposition of quantum states is an important resource for quantum information processing which distinguishes quantum dynamics and information from their classical counterparts. In this article we investigate the coherence requirements to communicate quantum information by using, as a test bed, a class of hybrid random circuits which show a phase transition in the quantum and classical channel capacities. The hybrid random circuits are generated by a quantum information game played between two opponents, Alice and Eve, who compete by applying random unitaries and measurements on a fixed number of qubits. Alice applies unitaries in an attempt to maintain quantum channel capacity, while Eve applies measurements in an attempt to destroy it. By limiting the coherence generating or destroying operations available to each opponent, we can control who wins or looses the game and tune a phase transitions in entanglement and quantum channel capacity. Such transitions allow us to identify the coherence requirements for quantum communication and, in particular, prove that the coherence in any local basis gives an upper bound for the quantum code distance of any stabilizer quantum error correction code. Such a bound provides a rigorous quantification of the coherence resource requirements for quantum error correction.
• Abstract（参考訳）: 量子状態のコヒーレントな重ね合わせは、量子力学と情報を従来のものと区別する量子情報処理の重要な資源である。 本稿では,実験ベッドとして,量子チャネル容量と古典チャネル容量の相転移を示すハイブリッドランダム回路のクラスを用いて,量子情報通信のコヒーレンス要件について検討する。 ハイブリッドランダム回路は、一定数の量子ビットにランダムユニタリと測定を適用して競う2人の対戦相手aliceとeveの量子情報ゲームによって生成される。 Aliceは量子チャネル容量を維持するためにユニタリを適用し、Eveはそれを破壊するために測定を適用している。 それぞれの相手に利用可能な操作を生成するか破壊するコヒーレンスを制限することにより、ゲームに勝つか緩めるかを制御し、絡み合いや量子チャネル容量の位相遷移を調整できる。 このような遷移により、量子通信のコヒーレンス要件を特定し、特に、任意の局所基底におけるコヒーレンスが任意の安定化器量子誤り訂正符号の量子符号距離の上限を与えることを証明できる。 そのような境界は、量子誤差補正のためのコヒーレンスリソース要件の厳密な定量化を提供する。

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