論文の概要: Information upper bounds in composite quantum systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09150v4
- Date: Thu, 24 Jul 2025 17:36:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-25 17:20:51.518376
- Title: Information upper bounds in composite quantum systems
- Title（参考訳）: 複合量子系における情報上界
- Authors: Zhaoyang Dong, Yuexian Hou, Chenguang Zhang, Yingjie Gao,
- Abstract要約: 量子系のパラメータ間の基本的な相関構造を解析することにより、2量子ビット系の情報上限を証明した。
我々の中核的な結論は、$n$-qubitsシステムの情報搬送能力(情報上界)は$n$-qubitsである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 11.005712568346414
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The Pusey-Barrett-Rudolph (PBR) no go theorem provides arguments for the reality of quantum states, indicating that quantum states ought to be ontic. For $\psi$-ontology, a $n$-qubits system is specified by $2^n$ complex parameters. However, subject to the Holevo bound, an $n$-qubits system can only encode at most $n$ bits of classical information. The two form an inexplicable contradiction. Therefore, based on a posterior statistical inference framework compatible with the $\psi$-ontology perspective, we generally proved the information upper bound of the 2-qubits system by analyzing the fundamental correlation structure among the parameters of quantum systems. And we extended it to the $n$-qubits system based on the convex optimization process. Our core conclusion is: the information-carrying capacity (information upper bound) of an $n$-qubits system is $n$ classical bits. The reason of the scale contrast is that the high degree of correlation among the parameters of the quantum system causes the amount of information that the system can carry to only reach the order of $O(n)$.
- Abstract（参考訳）: Pusey-Barrett-Rudolph (PBR) no go theorem (PBR) は量子状態の現実についての議論であり、量子状態はオンティックであるべきであることを示している。
$\psi$-ontology に対して、$n$-qubits システムは 2^n$ 複素パラメータで指定される。
しかし、ホレヴォ境界の下では、$n$-qubitsシステムは古典的な情報の最大$n$ビットしかエンコードできない。
両者は不可解な矛盾を形成している。
したがって、$\psi$-ontologyの観点と互換性のある後続の統計的推論フレームワークに基づいて、量子系のパラメータ間の基本的な相関構造を解析することにより、2-qubits系の情報上界を一般に証明した。
そして、凸最適化プロセスに基づいて$n$-qubitsシステムに拡張した。
我々の中核的な結論は、$n$-qubitsシステムの情報搬送能力(情報上界)は$n$-qubitsである。
スケールコントラストの理由は、量子系のパラメータ間の高い相関関係が、システムが持てる情報の量が$O(n)$にしか達しないからである。
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