論文の概要: Communicating Properties of Quantum States over Classical Noisy Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.04913v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 15:42:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.252187
• Title: Communicating Properties of Quantum States over Classical Noisy Channels
• Title（参考訳）: 古典的雑音チャネル上の量子状態の通信特性
• Authors: Nikhitha Nunavath, Jiechen Chen, Osvaldo Simeone, Riccardo Bassoli, Frank H. P. Fitzek,
• Abstract要約: 不平等なエラー保護(STT-UEP)を用いたシャドウトモグラフィーを用いた伝送方式を提案する。 量子状態の性質の効率的な伝達を可能にし、任意の可観測物のデコーダ側の推定を可能にする。 古典チャネルのビット誤り確率の関数として推定精度を理論的に保証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 29.003268364998927
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Transmitting information about quantum states over classical noisy channels is an important problem with applications to science, computing, and sensing. This task, however, poses fundamental challenges due to the exponential scaling of state space with system size. We introduce shadow tomography-based transmission with unequal error protection (STT-UEP), a novel communication protocol that enables efficient transmission of properties of quantum states, allowing decoder-side estimation of arbitrary observables. Unlike conventional approaches requiring the transmission of a number of bits that is exponential in the number of qubits, STT-UEP achieves communication complexity that scales logarithmically with the number of observables, depending on the observable weight. The protocol exploits classical shadow tomography for measurement efficiency, and applies unequal error protection by encoding measurement bases with stronger channel codes than measurement outcomes. We provide theoretical guarantees on estimation accuracy as a function of the bit error probability of the classical channel, and validate the approach against several benchmarks via numerical results.
• Abstract（参考訳）: 古典的なノイズチャネルを通じて量子状態に関する情報を送信することは、科学、計算、センシングへの応用において重要な問題である。 しかし、このタスクは、システムサイズによる状態空間の指数的スケーリングによって、根本的な問題を引き起こす。 本稿では,量子状態の特性を効率よく伝達し,任意の可観測物のデコーダ側で推定できる新しい通信プロトコルSTT-UEPを提案する。 STT-UEPは、キュービット数で指数関数的な多くのビットの伝送を必要とする従来の手法とは異なり、可観測量の数に応じて対数的にスケールする通信複雑性を実現する。 このプロトコルは、従来のシャドウトモグラフィーを計測効率に利用し、測定結果よりも強力なチャネル符号で測定ベースを符号化することで、不等なエラー保護を適用している。 本稿では,古典チャネルのビット誤り確率の関数として推定精度を理論的に保証し,数値的な結果を通じていくつかのベンチマークに対するアプローチを検証する。

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