論文の概要: Quantum-optimal information encoding using noisy passive linear optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.12365v1
- Date: Mon, 24 Apr 2023 18:01:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-26 23:04:58.837251
- Title: Quantum-optimal information encoding using noisy passive linear optics
- Title（参考訳）: 雑音受動線形光学を用いた量子最適情報符号化
- Authors: Andrew Tanggara, Ranjith Nair, Syed Assad, Varun Narasimhachar, Spyros
Tserkis, Jayne Thompson, Ping Koy Lam, Mile Gu
- Abstract要約: 外部エネルギー源を使わずに実装できる光量子チャネルのファミリを考える。
有限エネルギーの資源状態において、これらのチャネルが適用した減衰や位相シフトの情報を符号化する手順よりも、ホレボ情報を最適化する。
この結果は, 環境熱雑音の存在下での光メモリの量子読み取りに直接適用できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4221619479687067
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The amount of information that a noisy channel can transmit has been one of
the primary subjects of interest in information theory. In this work we
consider a practically-motivated family of optical quantum channels that can be
implemented without an external energy source. We optimize the Holevo
information over procedures that encode information in attenuations and
phase-shifts applied by these channels on a resource state of finite energy. It
is shown that for any given input state and environment temperature, the
maximum Holevo information can be achieved by an encoding procedure that
uniformly distributes the channel's phase-shift parameter. Moreover for large
families of input states, any maximizing encoding scheme has a finite number of
channel attenuation values, simplifying the codewords to a finite number of
rings around the origin in the output phase space. The above results and
numerical evidence suggests that this property holds for all resource states.
Our results are directly applicable to the quantum reading of an optical memory
in the presence of environmental thermal noise.
- Abstract（参考訳）: ノイズチャネルが伝達できる情報の量は、情報理論における主要な関心事の1つとなっている。
本研究では,外部エネルギー源を使わずに実現可能な光量子チャネルの一群について考察する。
有限エネルギーの資源状態において、これらのチャネルが適用した減衰や位相シフトの情報を符号化する手順よりも、ホレボ情報を最適化する。
任意の入力状態と環境温度に対して、チャネルの位相シフトパラメータを均一に分配する符号化手順によって最大ホールボ情報が得られることを示す。
さらに、入力状態の大きな族に対して、任意の最大符号化スキームは有限数のチャネル減衰値を持ち、符号語を出力位相空間の原点付近の有限個の環に単純化する。
上記の結果と数値的な証拠は、この性質が全ての資源状態に対して成り立つことを示唆している。
この結果は, 環境熱雑音の存在下での光メモリの量子読み取りに直接適用できる。
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