論文の概要: The noisy Landau-Streater(Werner-Holevo) channel in arbitrary dimensions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07700v4
• Date: Thu, 7 Mar 2024 04:17:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-08 16:55:33.421833
• Title: The noisy Landau-Streater(Werner-Holevo) channel in arbitrary dimensions
• Title（参考訳）: 任意の次元におけるLandau-Streater(Werner-Holevo)チャネル
• Authors: Vahid Karimipour
• Abstract要約: Landau-Streater と Werner-Holevo の量子チャネルは3次元でのみ関係している。 偶数次元において、このチャネルはユニタリ演算の点で分解可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Two important classes of quantum channels, namly the Werner-Holevo and the Landau-Streater channels are known to be related only in three dimensions, i.e. when acting on qutrits. In this work, the definition of the Landau-Streater channel is extended in such a way which retains its equivalence to the Werner-Holevo channel in all dimensions. This channel is then modified to be representable as a model of noise acting on qudits. We then investigate propeties of the resulting noisy channel and determine the conditions under which it cannot be the result of a Markovian evolution. Furthermore, we investigate its different capacities for transmitting classical and quantum information with or without entanglement. In particular, while the pure (or high noise) Landau-Streater or the Werner-Holevo channel is entanglement breaking and hence has zero capacity, by finding a lower bound for the quantum capacity, we show that when the level of noise is lower than a critical value the quantum capacity will be non-zero. Surprizingly this value turns out to be approximately equal to $0.4$ in all dimensions. Finally we show that, in even dimensions, this channel has a decomposition in terms of unitary operations. This is in contrast with the three dimensional case where it has been proved that such a decomposition is possible is impossible, even in terms of other quantum maps.
• Abstract（参考訳）: 量子チャネルの2つの重要なクラス、namly the werner-holevoとlandau-streater channelは、3次元、すなわちクトリット上で振る舞うときのみ関連していることが知られている。 本研究において、ランダウ・セプターチャネルの定義は、すべての次元のヴェルナー・ホルボチャネルと同値を保つような方法で拡張される。 このチャネルは、quditsに作用するノイズのモデルとして表現できるように修正される。 次に, 結果として発生する雑音チャネルのプロピテンスを調査し, マルコフ進化の結果では得られない条件を決定する。 さらに,古典的および量子的情報を絡み合うことなく伝達する能力について検討する。 特に、純(または高ノイズ)ランダウ・セプタまたはヴェルナー・ホールボチャネルが絡み合っており、従って容量がゼロであるのに対し、量子容量に対する下界を見つけることにより、ノイズレベルが臨界値よりも低い場合、量子容量はゼロでないことを示す。 この値は、すべての次元においておよそ0.4$である。 最後に、偶数次元において、このチャネルはユニタリ操作の観点で分解されることを示す。 これは、そのような分解が可能であることが証明された3次元の場合とは対照的であり、他の量子写像の観点でも不可能である。

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