論文の概要: Optimal uni-local virtual quantum broadcasting
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.15156v2
- Date: Mon, 27 Nov 2023 07:32:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-30 13:39:12.565014
- Title: Optimal uni-local virtual quantum broadcasting
- Title(参考訳): 最適一局所仮想量子放送
- Authors: Hongshun Yao, Xia Liu, Chengkai Zhu, Xin Wang
- Abstract要約: 量子放送は、量子情報処理の領域における基盤である。
我々はtextitvirtual quantum broadcast と呼ばれる新しいプロトコルを導入する。
仮想量子放送プロトコルのシミュレーションコストを半定値プログラミング問題に形式化する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.34021100280582
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum broadcasting is a cornerstone in the realm of quantum information
processing and characterizes the correlations within quantum states.
Nonetheless, traditional quantum broadcasting encounters inherent limitations
dictated by the principles of quantum mechanics. In this work, we introduce a
novel protocol known as \textit{virtual quantum broadcasting} which focuses on
broadcasting measurement statistics of a target state rather than the state
itself. First, we propose a universal unilocal protocol enabling multiple
parties to share the expectation value for any observable in any target
bipartite state. Second, we formalize the simulation cost of a virtual quantum
broadcasting protocol into a semidefinite programming problem. Notably, we
propose a specific protocol with optimal simulation cost for the 2-broadcasting
scenario, revealing an explicit relationship between simulation cost and the
quantum system's dimension. Moreover, we establish upper and lower bounds on
the simulation cost of the virtual $n$-broadcasting protocol and demonstrate
the convergence of the lower bound to the upper bound as the quantum system's
dimension increases. Our work paves the way for new approaches to distributing
quantum information, potentially advancing quantum communication and computing
technologies.
- Abstract(参考訳): 量子放送は、量子情報処理の領域における基盤であり、量子状態内の相関を特徴づける。
それにもかかわらず、伝統的な量子放送は量子力学の原理によって引き起こされる固有の制限に遭遇する。
本研究では,状態自体ではなく,対象状態の計測統計を放送することに焦点を当てた,‘textit{virtual quantum broadcast’と呼ばれる新しいプロトコルを提案する。
まず、複数のパーティがオブザーバブル状態の任意のオブザーバブルに対して期待値を共有することができるユニバーサル一元的プロトコルを提案する。
第2に、仮想量子放送プロトコルのシミュレーションコストを半定値プログラミング問題に形式化する。
特に,2ブロードキャストシナリオに対して最適なシミュレーションコストを持つ特定のプロトコルを提案し,シミュレーションコストと量子システムの次元との明確な関係を明らかにする。
さらに,仮想$n$-broadcastingプロトコルのシミュレーションコストの上限値と下限値を設定し,量子系の次元が増加するにつれて下限値が上限値に収束することを示す。
我々の研究は、量子情報を分散し、量子通信とコンピューティング技術を進化させる新しいアプローチの道を開く。
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