論文の概要: The communication power of a noisy qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.17946v1
- Date: Tue, 28 May 2024 08:21:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-29 19:37:52.917453
- Title: The communication power of a noisy qubit
- Title（参考訳）: 雑音量子ビットの通信パワー
- Authors: Saptarshi Roy, Tamal Guha, Sutapa Saha, Giulio Chiribella,
- Abstract要約: 量子力学の基本的な性質は、1つの量子ビットが少なくとも1ビットの古典的な情報を運ぶことができることである。
古典的なメッセージを伝えるために、ノイズの多い絡み合うクビットチャネルをノイズの多いビットチャネルに置き換えることができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.187456026346823
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: A fundamental property of quantum mechanics is that a single qubit can carry at most 1 bit of classical information. For an important class of quantum communication channels, known as entanglement-breaking, this limitation remains valid even if the sender and receiver share entangled particles before the start of the communication: for every entanglement-breaking channel, the rate at which classical messages can be reliably communicated cannot exceed 1 bit per transmitted qubit even with the assistance of quantum entanglement. But does this mean that, for the purpose of communicating classical messages, a noisy entanglement-breaking qubit channel can be replaced by a noisy bit channel? Here we answer the question in the negative. We introduce a game where a player (the sender) assists another player (the receiver) in finding a prize hidden into one of four possible boxes, while avoiding a bomb hidden in one of the three remaining boxes. In this game, the bomb cannot be avoided with certainty if the players communicate through a noisy bit channel. In contrast, the players can deterministically avoid the bomb and find the prize with a guaranteed 1/3 probability if they communicate through an entanglement-breaking qubit channel known as the universal NOT channel. We show that the features of the quantum strategy can be simulated with a noiseless bit channel, but this simulation requires the transmission to be assisted by shared randomness: without shared randomness, even the noiseless transmission of a three-level classical system cannot match the transmission of a single noisy qubit.
- Abstract（参考訳）: 量子力学の基本的な性質は、1つの量子ビットが少なくとも1ビットの古典的な情報を運ぶことができることである。
量子通信チャネルの重要なクラスでは、この制限は通信開始前に送信側と受信側が絡み合った粒子を共有しても有効であり、全ての絡み合う通信チャネルでは、古典的なメッセージが確実に通信できるレートは、量子絡み合いの助けがあっても送信されたキュービット当たり1ビットを超えない。
しかし、これは、古典的なメッセージを伝えるために、ノイズの多い絡み合うクビットチャネルをノイズの多いビットチャネルに置き換えることができるということなのだろうか?
ここでは、負の質問に答える。
プレイヤー(送信者)が、他のプレイヤー(受信者)が4つの可能なボックスのうちの1つに隠された賞品を見つけるのを補助し、残りの3つのボックスのうちの1つに隠された爆弾を避けるゲームを導入する。
このゲームでは、プレイヤーがノイズの多いビットチャネルを介して通信した場合、確実に爆弾を回避できない。
対照的に、プレイヤーは爆弾を決定論的に回避し、ユニバーサルNOTチャネルとして知られる絡み合うクビットチャネルを介して通信した場合、1/3の確率で賞を見つけることができる。
量子戦略の特徴は、ノイズのないビットチャネルでシミュレートできるが、このシミュレーションでは、共有ランダム性(共有ランダム性なしでは、3レベル古典システムのノイズレス伝送でさえ単一ノイズキュービットの伝送と一致しない)によって伝送を補助する必要がある。
関連論文リスト
- Unextendible entanglement of quantum channels [4.079147243688764]
量子通信タスクを行う量子チャネルの能力について検討する。
量子チャネルは、2つの側の間で非常に絡み合った状態を蒸留することができる。
二つの超チャネルに対して$k$-extendibilityの形式を一般化する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-07-22T18:00:17Z) - Quantum advantage in a unified scenario and secure detection of
resources [55.2480439325792]
我々は、量子優位性を持つ異なるアプローチを研究するために単一のタスクを考える。
我々は、キュービット通信の全体プロセスにおける最適成功確率が、cbit通信のそれよりも高いことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-09-22T23:06:20Z) - Semantic Security with Infinite Dimensional Quantum Eavesdropping Channel [1.5070870469725095]
本稿では,ワイヤタップチャネルの直接符号化定理の証明法を提案する。
この方法はブロック長の増加とともに指数関数的に減衰する誤差を生じる。
セマンティックセキュリティの量子バージョンを保証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-16T13:25:56Z) - Classical analogue of quantum superdense coding and communication advantage of a single quantum system [0.0]
古典的共有ランダム性の助けのないキュービット通信は,その目的を達成することができることを示す。
また、対称多角形状態空間によって記述された古典的でない玩具類の通信ユーティリティについても検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-14T15:29:59Z) - Random-Receiver Quantum Communication [0.4893345190925177]
本稿では,n個の空間的に分離されたパーティのリストから選択した受信機に,送信者が量子メッセージを送信するランダム受信型量子通信のタスクを紹介する。
レシーバーの選択は送信者には知られていないが、古典的なメッセージを交換することで行動を調整する n パーティによって知られている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-31T05:57:15Z) - Quantum Broadcast Channels with Cooperating Decoders: An
Information-Theoretic Perspective on Quantum Repeaters [78.7611537027573]
受信機間の協調による量子放送路上の通信を検討する。
各設定において、キャパシティ領域の上下境界を発達させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-18T11:58:48Z) - Secure Two-Party Quantum Computation Over Classical Channels [63.97763079214294]
古典的アリス(Alice)と量子的ボブ(Quantum Bob)が古典的なチャネルを通してのみ通信できるような設定を考える。
悪質な量子逆数の場合,ブラックボックスシミュレーションを用いた2次元量子関数を実現することは,一般に不可能であることを示す。
我々は、QMA関係Rの古典的量子知識(PoQK)プロトコルを入力として、古典的当事者によって検証可能なRのゼロ知識PoQKを出力するコンパイラを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-15T17:55:31Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z) - Single-Shot Secure Quantum Network Coding for General Multiple Unicast
Network with Free One-Way Public Communication [56.678354403278206]
複数のユニキャスト量子ネットワーク上でセキュアな量子ネットワークコードを導出する正準法を提案する。
我々のコードは攻撃がないときに量子状態を正しく送信する。
また、攻撃があっても送信された量子状態の秘密性を保証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-30T09:25:13Z) - Quantum noise protects quantum classifiers against adversaries [120.08771960032033]
量子情報処理におけるノイズは、特に短期的な量子技術において、破壊的で避け難い特徴と見なされることが多い。
量子回路の非偏極雑音を利用して分類を行うことにより、敵に縛られるロバスト性を導出できることを示す。
これは、最も一般的な敵に対して使用できる最初の量子プロトコルである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-20T17:56:14Z) - Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing [0.3655021726150368]
不確実性原理は、従来の伝送媒体では達成できない新しい暗号現象を引き起こす。
本稿では、従来の不正行為に対して安全である量子メッセージの交換によるコイントスキングのプロトコルを提案する。
皮肉にも、まだ微妙な量子現象であるアインシュタイン-ポドルスキー-ローゼンパラドックスを用いることで、転化することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-14T05:15:06Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。