論文の概要: On the Duality of Teleportation and Dense Coding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.14798v1
- Date: Tue, 28 Feb 2023 17:47:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 15:02:04.931120
- Title: On the Duality of Teleportation and Dense Coding
- Title（参考訳）: テレポーテーションと高密度符号化の双対性について
- Authors: Eric Chitambar and Felix Leditzky
- Abstract要約: 量子テレポーテーション(quantum teleportation)は、量子通信プリミティブである。
本稿では,この問題を国家差別問題として再定義する方法について述べる。
我々の主な成果の1つは、古典的状態に対する一方通行のテレポーテーションプロトコルに利点を与えない状態の完全な特徴づけを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.081877372552604
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum teleportation is a quantum communication primitive that allows a
long-distance quantum channel to be built using pre-shared entanglement and
one-way classical communication. However, the quality of the established
channel crucially depends on the quality of the pre-shared entanglement. In
this work, we revisit the problem of using noisy entanglement for the task of
teleportation. We first show how this problem can be rephrased as a state
discrimination problem. In this picture, a quantitative duality between
teleportation and dense coding emerges in which every Alice-to-Bob
teleportation protocol can be repurposed as a Bob-to-Alice dense coding
protocol, and the quality of each protocol can be measured by the success
probability in the same state discrimination problem. One of our main results
provides a complete characterization of the states that offer no advantage in
one-way teleportation protocols over classical states, thereby offering a new
and intriguing perspective on the long-standing open problem of identifying
such states. This also yields a new proof of the known fact that bound
entangled states cannot exceed the classical teleportation threshold. Moreover,
our established duality between teleportation and dense coding can be used to
show that the exact same states are unable to provide a non-classical advantage
for dense coding as well. We also discuss the duality from a communication
capacity point of view, deriving upper and lower bounds on the accessible
information of a dense coding protocol in terms of the fidelity of its
associated teleportation protocol. A corollary of this discussion is a simple
proof of the previously established fact that bound entangled states do not
provide any advantage in dense coding.
- Abstract（参考訳）: 量子テレポーテーション(quantum teleportation)は、事前共有された絡み合いと一方通行の古典的通信を用いて長距離量子チャネルを構築する量子通信プリミティブである。
しかし、確立されたチャネルの品質は、事前共有されたエンタングルメントの品質に大きく依存する。
本研究では,テレポーテーションのタスクにノイズの絡み合いを用いる問題を再検討する。
まず,この問題を状態差別問題として再評価する方法を示す。
本稿では,各Alice-to-BobテレポーテーションプロトコルをBob-to-Alice高密度符号化プロトコルとして再利用し,各プロトコルの品質を同一状態判別問題における成功確率で測定する,という方法を提案する。
私たちの主な結果の1つは、古典的な状態に対する一方通行のテレポーテーションプロトコルに何の利点も与えない状態の完全な特徴付けを提供し、そのような状態を特定するという長年のオープン問題に対する新しい興味をそそる視点を提供します。
これはまた、束縛された状態が古典的なテレポーテーションしきい値を超えることができないという既知の事実の新たな証明をもたらす。
さらに, テレポーテーションと高密度符号化の2重性は, 全く同じ状態が高密度符号化に非古典的利点を与えることができないことを示すために有効である。
また、通信容量の観点からの双対性についても論じ、関連するテレポーテーションプロトコルの完全性の観点から、高密度符号化プロトコルのアクセス可能な情報に対する上下境界を導出する。
この議論の系譜は、束縛されたエンタングル状態が密結合コーディングにおいて何の利点も与えないという、以前に確立された事実の単純な証明である。
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