論文の概要: Demonstration of superior communication through thermodynamically free channels in an optical quantum switch
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.02236v1
- Date: Tue, 4 Jun 2024 11:56:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-05 16:32:17.869830
- Title: Demonstration of superior communication through thermodynamically free channels in an optical quantum switch
- Title（参考訳）: 光量子スイッチにおける熱力学的自由チャネルによる優れた通信の実証
- Authors: Hao Tang, Yu Guo, Xiao-Min Hu, Yun-Feng Huang, Bi-Heng Liu, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo,
- Abstract要約: フォトニックプラットフォームにおける熱力学のツールキットを用いた不定因数順序の情報強調効果について検討した。
量子スイッチに埋め込まれたシステムキュービットと2つの熱浴の間の熱的相互作用をシミュレートする。
この結果から、制御量子ビットも考慮された場合、量子スイッチはリソースと見なされるべきであることが示唆された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.160056746098328
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The release of causal structure of physical events from a well-defined order to an indefinite one stimulates remarkable enhancements in various quantum information tasks. Some of these advantages, however, are questioned for the ambiguous role of the control system in the quantum switch that is an experimentally realized process with indefinite causal structure. In communications, for example, not only the superposition of alternative causal orders, but also the superposition of alternative trajectories can accelerate information transmissions. Here, we follow the proposal of Liu et al. [Phys. Rev. Lett. 129, 230604 (2022)], and examine the information enhancement effect of indefinite causal orders with the toolkit of thermodynamics in a photonic platform. Specifically, we simulate the thermal interaction between a system qubit and two heat baths embedded in a quantum switch by implementing the corresponding switched thermal channels. Although its action on the system qubit only is thermally free, our results suggest that the quantum switch should be seen as a resource when the control qubit is also considered. Moreover, we characterize the non-Markovian property in this scenario by measuring the information backflows from the heat baths to the system qubit.
- Abstract（参考訳）: 適切に定義された順序から不確定な順序への物理事象の因果構造の放出は、様々な量子情報タスクにおける顕著な拡張を刺激する。
しかし、これらの利点のいくつかは、不明確な因果構造を持つ実験的に実現された過程である量子スイッチにおける制御系の曖昧な役割について疑問視されている。
例えば、通信では、代替因果順序の重ね合わせだけでなく、代替軌跡の重ね合わせも情報伝達を加速することができる。
ここでは、Lu et al (Phys. Rev. Lett. 129, 230604 (2022)) の提案に従い、フォトニックプラットフォームにおける熱力学のツールキットによる不定因果順序の情報強化効果について検討する。
具体的には、量子スイッチに埋め込まれたシステムキュービットと2つの熱浴の間の熱的相互作用を、対応する熱チャネルを実装してシミュレートする。
システム量子ビットに対するその作用は熱的にのみ自由であるが、制御量子ビットも考慮された場合、量子スイッチはリソースと見なされるべきである。
さらに, このシナリオでは, 熱浴からシステムキュービットへの情報逆流を測定することにより, 非マルコフ特性を特徴づける。
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