論文の概要: Simple Information Processing Tasks with Unbounded Quantum Advantage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.07727v4
• Date: Thu, 18 Apr 2024 11:10:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-19 14:29:14.003948
• Title: Simple Information Processing Tasks with Unbounded Quantum Advantage
• Title（参考訳）: 非有界量子アドバンテージを用いた簡易情報処理タスク
• Authors: Teiko Heinosaari, Oskari Kerppo, Leevi Leppäjärvi, Martin Plávala,
• Abstract要約: 古典的システムに対する量子システムの明確な非有界な優位性を検出することは可能であることを示す。 古典的なシステムで可能な全ての量子通信タスクを実装するのに必要なすべての調整されたアクションを格納するために、有限記憶は使用できない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Communication scenarios between two parties can be implemented by first encoding messages into some states of a physical system which acts as the physical medium of the communication and then decoding the messages by measuring the state of the system. We show that already in the simplest possible scenarios it is possible to detect a definite, unbounded advantage of quantum systems over classical systems. We do this by constructing a family of operationally meaningful communication tasks each of which on one hand can be implemented by using just a single qubit but which on the other hand require unboundedly larger classical system for classical implementation. Furthemore, we show that even though with the additional resource of shared randomness the proposed communication tasks can be implemented by both quantum and classical systems of the same size, the number of coordinated actions needed for the classical implementation also grows unboundedly. In particular, no finite storage can be used to store all the coordinated actions needed to implement all the possible quantum communication tasks with classical systems. As a consequence, shared randomness cannot be viewed as a free resource.
• Abstract（参考訳）: 両者間の通信シナリオは、まず物理系の物理媒体として機能する物理系の状態にメッセージをエンコードし、次にシステムの状態を計測してメッセージの復号化を行うことによって実現される。 我々は、既に最も単純なシナリオにおいて、古典的なシステムに対する量子システムの明確な非有界な優位性を検出することができることを示した。 我々は、一方の手に1つのキュービットだけで実装できる運用上有意義なコミュニケーションタスクのファミリーを構築することでこれを行うが、他方の手には古典的な実装には、無制限に大きな古典的システムが必要である。 さらに,共有ランダム性の付加的な資源により,提案した通信タスクは,同じ大きさの量子系と古典系の両方で実装可能であるにもかかわらず,古典的実装に必要な協調動作の数も無制限に増加することを示す。 特に、古典的なシステムで可能な全ての量子通信タスクを実装するのに必要なすべての調整されたアクションを格納するために、有限記憶は使用できない。 その結果、共有ランダム性は自由資源と見なすことができない。

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