論文の概要: Disentangling signalling and causal influence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.14120v1
• Date: Tue, 20 May 2025 09:26:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-21 14:49:52.968176
• Title: Disentangling signalling and causal influence
• Title（参考訳）: 遠心性シグナル伝達と因果的影響
• Authors: Kathleen Barsse, Paolo Perinotti, Alessandro Tosini, Leonardo Vaglini,
• Abstract要約: 任意のユニタリチャネルによって伝達されるシグナルの量と因果影響を定量化する2つの関数の特性について検討する。 量子CNOTのシグナリングと因果影響の間には、有限のギャップがある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The causal effects activated by a quantum interaction are studied, modelling the last one as a bipartite unitary channel. The two parties, say Alice and Bob, can use the channel to exchange messages -- i.e. to signal. On the other hand, the most general form of causal influence includes also the possibility for Alice, via a local operation on her system, to modify Bob's correlations and viceversa. The presence or absence of these two effects are equivalent, but when they both occur, they can differ in their magnitude. We study the properties of two functions that quantify the amount of signalling and causal influence conveyed by an arbitrary unitary channel. The functions are proved to be continuous and monotonically increasing with respect to the tensor product of channels. Monotonicity is instead disproved in the case of sequential composition. Signalling and causal influence are analytically computed for the quantum SWAP and CNOT gates, in the single use scenario, in the $n$-parallel uses scenario, and in the asymptotic regime. A finite gap is found between signalling and causal influence for the quantum CNOT, thus proving the existence of extra causal effects that cannot be explained in terms of communication only. However, the gap disappears in the asymptotic limit of an infinite number of parallel uses, leaving room for asymptotic equivalence between signalling and causal influence.
• Abstract（参考訳）: 量子相互作用によって活性化される因果効果について研究し、最後の1つを二部単位チャネルとしてモデル化する。 AliceとBobの2人は、チャネルを使ってメッセージを交換できる。 一方、最も一般的な因果関係の形式は、アリスが自身のシステム上の局所的な操作を通して、ボブの相関と逆の修正を行う可能性も含んでいる。 これら2つの効果の存在または欠如は同等であるが、両者が同時に起こると、その大きさは異なる。 任意のユニタリチャネルによって伝達されるシグナルの量と因果影響を定量化する2つの関数の特性について検討する。 これらの関数は、チャネルのテンソル積に関して連続かつ単調に増加することが証明されている。 連続合成の場合、単調性は反証される。 シグナルと因果影響は、量子SWAPとCNOTゲート、単一使用シナリオ、$n$-parallelの使用シナリオ、および漸近状態において解析的に計算される。 量子CNOTのシグナリングと因果影響の間には、有限のギャップが見られ、そのため、通信のみにおいて説明できない余分な因果効果の存在が証明される。 しかし、このギャップは無限個の並列使用の漸近極限で消え、信号伝達と因果的影響の間の漸近的同値性の余地を残している。

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