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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.07700v5
• Date: Tue, 6 Aug 2024 16:08:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-07 19:22:06.492308
• 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。 任意の次元において、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, 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 dimension, 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 impossible, even in terms of other quantum maps.
• Abstract（参考訳）: ワーナー・ホレヴォ(英語版)とランダウ・サトリーター(英語版)という2つの重要な量子チャネルのクラスは3次元でのみ関係があることが知られている。 この研究において、ランダウ・サトラーチャネルの定義は、すべての次元においてヴェルナー・ホレヴォチャネルと等価性を保持するように拡張される。 このチャネルは、クォーディットに作用するノイズのモデルとして表現可能であるように修正される。 次に、結果のノイズチャネルの真性を調べ、マルコフの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、Landau-Streater や Werner-Holevo チャネルが絡み合っているため、量子容量の低い境界を求めることにより、ノイズのレベルが臨界値よりも低い場合、量子容量はゼロではないことを示す。 予想通り、この値はすべての次元で0.4$とほぼ等しい。 最後に、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。 これは、他の量子写像の観点からも、そのような分解は不可能であると証明された3次元の場合とは対照的である。

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