論文の概要: The multimode conditional quantum Entropy Power Inequality and the squashed entanglement of the extreme multimode bosonic Gaussian channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.14472v1
• Date: Fri, 18 Oct 2024 13:59:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-21 14:23:59.694122
• Title: The multimode conditional quantum Entropy Power Inequality and the squashed entanglement of the extreme multimode bosonic Gaussian channels
• Title（参考訳）: 極多モードボソニックガウスチャネルの多重モード条件量子エントロピーパワー不等式とスクワッド絡み
• Authors: Alessandro Falco, Giacomo De Palma,
• Abstract要約: 不等式はボゾン量子モードの最も一般的な線形混合の出力の最小条件フォン・ノイマンエントロピーを決定する。 ボソニック量子系は、量子状態における電磁放射の数学的モデルを構成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 53.253900735220796
• License:
• Abstract: We prove the multimode conditional quantum Entropy Power Inequality for bosonic quantum systems. This inequality determines the minimum conditional von Neumann entropy of the output of the most general linear mixing of bosonic quantum modes among all the input states of the modes with given conditional entropies. Bosonic quantum systems constitute the mathematical model for the electromagnetic radiation in the quantum regime, which provides the most promising platform for quantum communication and quantum key distribution. We apply our multimode conditional quantum Entropy Power Inequality to determine new lower bounds to the squashed entanglement of a large family of bosonic quantum Gaussian states. The squashed entanglement is one of the main entanglement measures in quantum communication theory, providing the best known upper bound to the distillable key. Exploiting this result, we determine a new lower bound to the squashed entanglement of the multimode bosonic Gaussian channels that are extreme, i.e., that cannot be decomposed as a non-trivial convex combination of quantum channels. The squashed entanglement of a quantum channel provides an upper bound to its secret-key capacity, i.e., the capacity to generate a secret key shared between the sender and the receiver. Lower bounds to the squashed entanglement are notoriously hard to prove. Our results contribute to break this barrier and will stimulate further research in the field of quantum communication with bosonic quantum systems.
• Abstract（参考訳）: ボゾン量子系に対する多重モード条件量子エントロピーパワー不等式を証明した。 この不等式は、与えられた条件エントロピーを持つモードの全ての入力状態の中で、ボゾン量子モードの最も一般的な線形混合の出力の最小条件フォン・ノイマンエントロピーを決定する。 ボソニック量子系は、量子状態における電磁放射の数学的モデルを構成し、量子通信と量子鍵分布のための最も有望なプラットフォームを提供する。 我々は、我々の多モード条件量子エントロピーパワー不等式を適用して、ボゾン量子ガウス状態の大族に対する新しい下界を定めている。 しゃがんだ絡み合いは量子通信理論における主要な絡み合いの1つであり、蒸留可能な鍵に最もよく知られた上限を与える。 この結果の発散により、量子チャネルの非自明な凸結合として分解できない極端である多重モードボソニックガウスチャネルの矩形絡みに対する新しい下界を決定する。 量子チャネルの絡み合った絡み合いは、その秘密鍵容量、すなわち送信者と受信者の間で共有される秘密鍵を生成する能力に上限を与える。 曲がりくねった絡みの低い境界は証明が難しいことで知られている。 我々の結果は、この障壁を破ることに貢献し、ボゾン量子システムによる量子通信の分野におけるさらなる研究を刺激する。

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