論文の概要: Quantum Advantage: A Single Qubit's Experimental Edge in Classical Data Storage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02659v1
• Date: Tue, 5 Mar 2024 05:09:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-06 16:09:59.557756
• Title: Quantum Advantage: A Single Qubit's Experimental Edge in Classical Data Storage
• Title（参考訳）: 量子アドバンテージ:古典的なデータストレージにおける単一Qubitの実験エッジ
• Authors: Chen Ding, Edwin Peter Lobo, Mir Alimuddin, Xiao-Yue Xu, Shuo Zhang, Manik Banik, Wan-Su Bao, He-Liang Huang
• Abstract要約: 我々は,古典情報記憶における基本量子システムの有効性を確立するためのフォトニック量子プロセッサの実験を行った。 この利点は、通信リソースqubitと古典ビット(c-bit)でプレイされる単純な2部ゲームの種類を考慮することで確立される。 単一量子ビットの堅牢な通信の利点を示すことに加えて、我々の実験は、短期量子技術における即時的な応用への道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.914006659564735
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We implement an experiment on a photonic quantum processor establishing efficacy of an elementary quantum system in classical information storage. The advantage is established by considering a class of simple bipartite games played with the communication resource qubit and classical bit (c-bit), respectively. Conventional wisdom, as articulated by the no-go theorems of Holevo and Frenkel-Weiner, suggests that such a quantum advantage is unattainable in scenarios wherein sender and receiver possess shared randomness or classical correlation between them. Notably, the advantage we report is demonstrated in a scenario where participating players lack any form of shared randomness. Our experiment involves the development of a variational triangular polarimeter, enabling the realization of positive operator value measurements crucial for establishing the targeted quantum advantage. In addition to demonstrating a robust communication advantage of a single qubit our experiment also opens avenues for immediate applications in near-term quantum technologies. Furthermore, it constitutes a semi-device-independent non-classicality certification scheme for the quantum encoding-decoding apparatus, underscoring the broader implications of our work beyond its immediate technological applications.
• Abstract（参考訳）: 古典的情報保存における基本量子システムの有効性を立証するフォトニック量子プロセッサの実験を行う。 この利点は、通信資源 qubit と古典ビット (c-bit) でそれぞれプレイする単純な二部ゲームの種類を考えることで確立される。 Holevo と Frenkel-Weiner の no-go 定理によって説明されるように、従来の知恵は、送信者と受信者がそれらの間の共有ランダム性または古典的相関を持つシナリオではそのような量子的優位性は達成できないことを示唆している。 特に,参加選手が任意の形態のランダム性に欠けるシナリオにおいて,報告する利点が示される。 実験では,変動三角偏光計の開発を行い,対象とする量子優位性の確立に必須な正の演算子値測定を実現する。 単一量子ビットの堅牢な通信優位性を示すことに加えて、我々の実験は、短期量子技術における即時応用への道を開く。 さらに、量子符号化復号装置のための半デバイス非依存の非古典性証明スキームを構成しており、我々の研究の直接的な技術応用を超えて幅広い意味合いを裏付けている。

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