論文の概要: Efficiently Computable Limits on EPR Pair Generation in Quantum Broadcast Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.07218v1
• Date: Mon, 12 May 2025 04:15:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-13 20:21:49.256976
• Title: Efficiently Computable Limits on EPR Pair Generation in Quantum Broadcast Channels
• Title（参考訳）: 量子放送チャンネルにおけるEPRペア生成の効率的な計算可能限界
• Authors: Patrick Hayden, Debbie Leung, Hjalmar Rall, Farzin Salek,
• Abstract要約: 本研究では,一般的な因果的構成条件下での3つの観測者間のEPRペアの生成について検討する。 このセットアップの最も一般的な量子符号は、三分割量子チャネルの形をとる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.637365301757111
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We investigate the generation of EPR pairs between three observers in a general causally structured setting, where communication occurs via a noisy quantum broadcast channel. The most general quantum codes for this setup take the form of tripartite quantum channels. Since the receivers are constrained by causal ordering, additional temporal relationships naturally emerge between the parties. These causal constraints enforce intrinsic no-signalling conditions on any tripartite operation, ensuring that it constitutes a physically realizable quantum code for a quantum broadcast channel. We analyze these constraints and, more broadly, characterize the most general quantum codes for communication over such channels. We examine the capabilities of codes that are fully no-signalling among the three parties, positive partial transpose (PPT)-preserving, or both, and derive simple semidefinite programs to compute the achievable entanglement fidelity. We then establish a hierarchy of semidefinite programming converse bounds -- both weak and strong -- for the capacity of quantum broadcast channels for EPR pair generation, in both one-shot and asymptotic regimes. Notably, in the special case of a point-to-point channel, our strong converse bound recovers and strengthens existing results. Finally, we demonstrate how the PPT-preserving codes we develop can be leveraged to construct PPT-preserving entanglement combing schemes, and vice versa.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,3つの観測者間の共振器対の生成について検討する。 このセットアップの最も一般的な量子符号は、三分割量子チャネルの形をとる。 受信側は因果順序によって拘束されるため、当事者間の追加の時間的関係が自然に現れる。 これらの因果制約は、いかなる三部演算にも固有の無シグナリング条件を課し、量子放送チャネルの物理的に実現可能な量子コードを構成することを保証する。 これらの制約を解析し、より広義に、そのようなチャネル上で通信するための最も一般的な量子コードの特徴付けを行う。 本研究は,PPT(Positive partial transpose, PPT)保存, あるいはその両方で完全無署名な符号の処理能力を検証し, 達成可能なエンタングルメントの忠実度を計算するための単純な半定値プログラムを導出する。 次に、EDPペア生成のための量子放送チャネルの容量に対して、半定値プログラミング逆境界(弱と強の両方)の階層を確立します。 特に、ポイント・ツー・ポイント・チャネルの特殊な場合、強い逆境界が回復し、既存の結果を強化する。 最後に、我々が開発しているPT保存コードがどのように活用され、PT保存エンタングルメント・マーキング・スキームを構築するかを示し、その逆の方法を示す。

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