論文の概要: Non-Local and Quantum Advantages in Network Coding for Multiple Access Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.10792v1
• Date: Fri, 21 Apr 2023 07:54:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-24 15:31:02.780116
• Title: Non-Local and Quantum Advantages in Network Coding for Multiple Access Channels
• Title（参考訳）: マルチアクセスチャネルのためのネットワーク符号化における非ローカル・量子アドバンテージ
• Authors: Jiyoung Yun, Ashutosh Rai, Joonwoo Bae
• Abstract要約: 従来のネットワークチャネル上での絡み合い支援通信について検討する。 非ローカルゲームに基づくn-senderと1-receiver多重アクセスチャネルのためのフレームワークを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6114012813668934
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Devising efficient communication in a network consisting of multiple transmitters and receivers is a problem of immense importance in communication theory. Interestingly, resources in the quantum world have been shown to be very effective in enhancing the performance of communication networks. In this work, we study entanglement-assisted communication over classical network channels. When there is asymmetry such that noise introduced by the channel depends on the input alphabets, non communicating senders may exploit shared entangled states to overcome the noise. We consider multiple access channels, an essential building block for many complex networks, and develop an extensive framework for n-senders and 1-receiver multiple access channels based on nonlocal games. We obtain generic results for computing correlation assisted sum-capacities of these channels. The considered channels introduce less noise on winning and more noise on losing the game, and the correlation assistance is classified as local (L), quantum (Q), or no-signaling (NS). Furthermore, we consider a broad class of multiple access channels such as depolarizing ones that admix a uniform noise with some probability and prove general results on their sum-capacities. Finally, we apply our analysis to three specific depolarizing multiple access channels based on Clauser-Horne-Shimony-Holt, magic square, and Mermin-GHZ nonlocal games. In all three cases we find significant enhancements in sum-capacities on using nonlocal correlations. We obtain either exact expressions for sum-capacities or suitable upper and lower bounds on them. The general framework developed in this work has much wider applicability and the specificity studied in details are some illustrative examples to compare with recent studies in this direction.
• Abstract（参考訳）: 複数の送信機と受信機からなるネットワークにおける効率的な通信の実現は、通信理論において非常に重要な問題である。 興味深いことに、量子世界の資源は通信ネットワークの性能を高めるのに非常に効果的であることが示されている。 本研究では,古典的ネットワークチャネル上での絡み合い支援通信について検討する。 チャネルによって導入されたノイズが入力アルファベットに依存するような非対称性が存在する場合、非通信送信者は共有絡み状態を利用してノイズを克服することができる。 多くの複雑なネットワークにとって不可欠な構成要素である複数のアクセスチャネルを検討し、非ローカルゲームに基づくn-senderと1-receiverのマルチアクセスチャネルのための広範なフレームワークを開発する。 これらのチャネルの総和容量の相関計算のための一般的な結果を得る。 考慮されたチャネルは、勝利のノイズが少なく、負けたときのノイズも少なくなり、相関アシストは局所(L)、量子(Q)、無信号(NS)に分類される。 さらに,一定の確率で均一な雑音を混合する非分極化チャネルなど,複数のアクセスチャネルの広いクラスを検討し,その総和容量に関する一般的な結果を示す。 最後に,Cluser-Horne-Shimony-Holt,Magic Square,Mermin-GHZの非ローカルゲームに基づく3つの非分極多重アクセスチャネルに適用する。 いずれの場合も,非局所相関を用いた場合の総和能力は著しく向上する。 要約能力の正確な表現を得るか、それらに対する適切な上下境界を得る。 この研究で開発された一般的なフレームワークは適用性が非常に広く、詳細で研究された特異性はこの方向の最近の研究と比較するためのいくつかの例である。

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