論文の概要: Bounding the classical cost of simulating quantum behaviors in the prepare-and-measure scenario

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.01255v1
• Date: Sun, 01 Mar 2026 20:18:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-03 19:50:56.593023
• Title: Bounding the classical cost of simulating quantum behaviors in the prepare-and-measure scenario
• Title（参考訳）: 準備・測定シナリオにおける量子行動シミュレーションの古典的コストの境界
• Authors: Sebastian Schlösser, Matthias Kleinmann,
• Abstract要約: 我々は、アリスが量子システムをボブに送信し、量子測定を行う準備と測定のシナリオについて研究する。 通信コストを平均1.89ドルビットに削減できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the prepare-and-measure scenario in which Alice transmits a quantum system to Bob, who then performs a quantum measurement. The quantum state of the system is unknown to Bob, and the measurement is unknown to Alice. It has recently been shown that shared randomness and two bits of classical communication are necessary and sufficient to simulate the transmission of a qubit. We show that the communication cost can be reduced to an average of $1.89$ bits. We then study restricted sets of state preparations: First, for a restriction to real-valued qubit states, if the communication of a classical trit is sufficient, we show that the corresponding protocol must have a convoluted form. We then reduce the smallest qubit scenario requiring two bits of classical communication to only $6$ state preparations and $5$ measurements. For a qutrit, it is not known whether the communication cost is finite; we identify a scenario that requires at least $5$ classical messages, already for the simulation of the real qutrit. Finally, we develop a method for restricted sets of states, that allows us to lower bound the classical communication cost based solely on the set of quantum states.
• Abstract（参考訳）: 我々は、アリスが量子システムをボブに送信し、量子測定を行う準備と測定のシナリオについて研究する。 系の量子状態はボブにとって未知であり、アリスにとってその測定は未知である。 近年、量子ビットの伝送をシミュレートするには、共有ランダム性と2ビットの古典的通信が必要であることが示されている。 通信コストを平均1.89ドルビットに削減できることを示す。 第一に、実数値キュービット状態に対する制限のために、古典的三重項の通信が十分であれば、対応するプロトコルは複雑な形式でなければならないことを示す。 次に、2ビットの古典的な通信を必要とする最小のqubitシナリオを6ドルの状態準備と5ドルの測定に削減します。 通信コストが有限であるかどうかは不明であり、実クォートをシミュレーションするためには、少なくとも5ドル以上の古典的メッセージを必要とするシナリオを特定する。 最後に、量子状態の集合のみに基づいて古典的な通信コストを下げることのできる制限された状態集合の方法を開発する。

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