論文の概要: A resource theory of asynchronous quantum information processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.12945v1
- Date: Thu, 17 Apr 2025 13:46:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-18 14:36:17.627580
- Title: A resource theory of asynchronous quantum information processing
- Title（参考訳）: 非同期量子情報処理の資源理論
- Authors: Chloe Kim, Eric Chitambar, Felix Leditzky,
- Abstract要約: ポートベースのテレポーテーションでは、古典的なメッセージが受信される前に、局所的な量子前処理を開始することができる。
バイパーティイト状態が一方通行の古典的テレポーテーション閾値を破ることができるのは、それを破棄するサブシステムの自明なデコードマップを使って行うことができる場合に限りである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.780066198140247
- License:
- Abstract: In standard quantum teleportation, the receiver must wait for a classical message from the sender before subsequently processing the transmitted quantum information. However, in port-based teleportation (PBT), this local processing can begin before the classical message is received, thereby allowing for asynchronous quantum information processing. Motivated by resource-theoretic considerations and practical applications, we propose different communication models that progressively allow for more powerful decoding strategies while still permitting asynchronous distributed quantum computation, a salient feature of standard PBT. Specifically, we consider PBT protocols augmented by free classical processing and/or different forms of quantum pre-processing, and we investigate the maximum achievable teleportation fidelities under such operations. Our analysis focuses specifically on the PBT power of isotropic states, bipartite graph states, and symmetrized EPR states, and we compute tight bounds on the optimal teleportation fidelities for such states. We finally show that, among this hierarchy of communication models consistent with asynchronous quantum information processing, the strongest resource theory is equally as powerful as any one-way teleportation protocol for surpassing the classical teleportation threshold. Thus, a bipartite state can break the one-way classical teleportation threshold if and only if it can be done using the trivial decoding map of discarding subsystems.
- Abstract（参考訳）: 標準的な量子テレポーテーションでは、受信機は送信者からの古典的なメッセージを待ち、その後に送信された量子情報を処理しなければならない。
しかし、ポートベースのテレポーテーション(PBT)では、このローカル処理は古典的なメッセージが受信される前に始まり、非同期の量子情報処理を可能にする。
資源理論的考察と実践的応用により、我々は、標準PBTの健全な特徴である非同期分散量子計算を引き続き許容しながら、より強力な復号化戦略を段階的に許容する様々な通信モデルを提案する。
具体的には、自由古典処理や量子前処理の異なる形態で拡張されたPBTプロトコルについて検討し、そのような操作下での到達可能な最大テレポーテーション特性について検討する。
この分析は、等方性状態、二部グラフ状態、および対称化されたEPR状態のPBTパワーに特化しており、これらの状態に対する最適なテレポーテーションフィデリティの厳密な境界を計算している。
最終的に、非同期量子情報処理と整合したこのような通信モデルの階層の中で、最強の資源理論は古典的遠隔通信しきい値を超える任意の一方的遠隔通信プロトコルと同じくらい強力であることを示す。
したがって、バイパーティイト状態が一方通行の古典的テレポーテーション閾値を破ることができるのは、それを破棄するサブシステムの自明なデコードマップを用いて行うことができる場合に限りである。
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