Інформація про дані Платона.
Вертикальний пошук і штучний інтелект.

Відсутність сигналів обмежує квантове обчислення невизначеною причинно-наслідковою структурою

Дата:

Лука Ападула1,2, Алессандро Бісіо3,4і Паоло Перінотті3,4

1Віденський університет, Boltzmanngasse 5, 1090 Відень, Австрія
2Інститут квантової оптики та квантової інформації (IQOQI), Австрійська академія наук, Больцманнгассе 3, 1090 Відень, Австрія
3Dipartimento di Fisica, Università di Pavia, via Bassi 6, 27100 Pavia, Italy
4Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pavia, Італія

Вам цей документ цікавий чи ви хочете обговорити? Скайте або залиште коментар на SciRate.

абстрактний

Квантові процеси з невизначеною причинно-наслідковою структурою виникають, коли ми задаємося питанням, які є найбільш загальні еволюції, дозволені квантовою теорією, набору локальних систем, які, як припускається, не знаходяться в якомусь конкретному причинному порядку. Ці процеси можна описати в рамках квантової теорії $вищого порядку$, яка, починаючи з розгляду карт від квантових перетворень до квантових перетворень, рекурсивно будує ієрархію квантових карт все більш високого порядку. У цій роботі ми розробляємо формалізм квантового обчислення з невизначеними причинними структурами; а саме, ми характеризуємо обчислювальну структуру квантових карт вищого порядку. Застосовуючи аксіоматичний підхід, правила цього обчислення визначаються як найзагальніші композиції карт вищого порядку, які сумісні з математичною структурою квантової теорії. Ми надаємо математичну характеристику допустимого складу для довільних квантових карт вищого порядку. Ми доводимо, що ці правила, які мають обчислювальну та інформаційно-теоретичну природу, визначаються більш фізичним уявленням про сигнальні відносини між квантовими системами квантових карт вищого порядку.

► Дані BibTeX

► Список літератури

[1] Карл В. Гельстром. Теорія квантового виявлення та оцінки. Journal of Statistical Physics, 1 (2): 231–252, червень 1969 р. 10.1007/​BF01007479.
https: / / doi.org/ 10.1007 / BF01007479

[2] Китаєв Олексій Юрійович. Квантові обчислення: алгоритми та виправлення помилок. Успехи математичних наук, 52 (6): 53–112, 1997. 10.1070/​RM1997v052n06ABEH002155. URL-адреса https://​/​dx.doi.org/​10.1070/​RM1997v052n06ABEH002155.
https:/​/​doi.org/​10.1070/​RM1997v052n06ABEH002155

[3] Ендрю Чайлдс, Джон Прескілл і Джозеф Ренес. Квантова інформація та точні вимірювання. Журнал сучасної оптики – J MOD OPTIC, 47, 05 1999. 10.1080/​09500340008244034.
https: / / doi.org/ 10.1080 / 09500340008244034

[4] А. Асін. Статистична відмінність одиничних операцій. фіз. Rev. Lett., 87: 177901, жовтень 2001 р. 10.1103/​PhysRevLett.87.177901. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.87.177901.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.177901

[5] Г. Мауро Д'Аріано, Паолопласідо Ло Престі та Маттео Г. А. Паріс. Використання заплутаності покращує точність квантових вимірювань. фіз. Rev. Lett., 87: 270404, грудень 2001 р. 10.1103/​PhysRevLett.87.270404. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.87.270404.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.87.270404

[6] Руньяо Дуань, Юань Фен і Міншен Ін. Переплутування не є необхідним для ідеального розрізнення унітарних операцій. фіз. Rev. Lett., 98: 100503, березень 2007 р. 10.1103/​PhysRevLett.98.100503. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.98.100503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.98.100503

[7] Массіміліано Ф. Саккі. Оптимальна дискримінація квантових операцій. фіз. Rev. A, 71: 062340, червень 2005 р. 10.1103/​PhysRevA.71.062340. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.71.062340.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.062340

[8] Джуліо Чірібелла, Джакомо М. Д'Аріано та Паоло Перінотті. Ефекти пам'яті при квантовому розрізненні каналів. фіз. Rev. Lett., 101: 180501, жовтень 2008a. 10.1103/​PhysRevLett.101.180501. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.101.180501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.180501

[9] Стефано Пірандола, Ріккардо Лауренца, Космо Лупо та Джейсон Л. Перейра. Фундаментальні обмеження розрізнення квантових каналів. npj Квантова інформація, 5 (1): 50, 2019. 10.1038/​s41534-019-0162-y. URL https://​/​doi.org/​10.1038/​s41534-019-0162-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41534-019-0162-y

[10] Маріо Зіман. Позитивна операторно-значна міра процесу: математична основа для опису експериментів томографії процесу. фіз. Rev. A, 77: 062112, червень 2008 р. 10.1103/​PhysRevA.77.062112. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.77.062112.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.77.062112

[11] Джуліо Чірібелла, Джакомо Мауро Д'Аріано та Паоло Перінотті. Теоретичні основи квантових мереж. фіз. Rev. A, 80: 022339, серпень 2009. 10.1103/​PhysRevA.80.022339.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.80.022339

[12] Алессандро Бізіо та Паоло Перінотті. Теоретична основа для квантової теорії вищого порядку. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 475 (2225): 20180706, 2019. 10.1098/​rspa.2018.0706. URL-адреса https://​/​royalsocietypublishing.org/​doi/​abs/​10.1098/​rspa.2018.0706.
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2018.0706

[13] Джуліо Чірібелла, Джакомо Мауро Д'Аріано та Паоло Перінотті. Оптимальне клонування унітарного перетворення. фіз. Rev. Lett., 101: 180504, жовтень 2008b. 10.1103/​PhysRevLett.101.180504. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.101.180504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.180504

[14] А. Бізіо, Г. Чірібелла, Г. М. Д'Аріано, С. Факкіні та П. Перінотті. Оптимальна квантова томографія станів, вимірювань і перетворень. фіз. Rev. Lett., 102: 010404, січень 2009 р. 10.1103/​PhysRevLett.102.010404. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.102.010404.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.010404

[15] Алессандро Бізіо, Джуліо Чірібелла, Джакомо Мауро Д'Аріано, Стефано Факкіні та Паоло Перінотті. Оптимальне квантове навчання унітарного перетворення. фіз. Rev. A, 81: 032324, березень 2010 р. 10.1103/​PhysRevA.81.032324. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.81.032324.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.032324

[16] Гусь Гутоскі. Про міру відстані для квантових стратегій. Журнал математичної фізики, 53 (3): 032202, 03 2012a. ISSN 0022-2488. 10.1063/​1.3693621. URL https://​/​doi.org/​10.1063/​1.3693621.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.3693621

[17] Гусь Гутоскі. Про міру відстані для квантових стратегій. Журнал математичної фізики, 53 (3): 032202, 03 2012b. ISSN 0022-2488. 10.1063/​1.3693621. URL https://​/​doi.org/​10.1063/​1.3693621.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.3693621

[18] Анна Єнчова та Мартін Плавала. Умови оптимальних вхідних станів для розрізнення квантових каналів. Журнал математичної фізики, 57 (12): 122203, 12 2016. ISSN 0022-2488. 10.1063/​1.4972286. URL https://​/​doi.org/​10.1063/​1.4972286.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.4972286

[19] Міхал Седлак, Алессандро Бісіо та Маріо Зіман. Оптимальне ймовірнісне зберігання та пошук унітарних каналів. фіз. Rev. Lett., 122: 170502, травень 2019 р. 10.1103/​PhysRevLett.122.170502. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.122.170502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.122.170502

[20] Інь Мо та Джуліо Чірібелла. Квантово розширене вивчення обертань навколо невідомого напрямку. New Journal of Physics, 21 (11): 113003, листопад 2019 р. 10.1088/​1367-2630/​ab4d9a. URL-адреса https://​/​dx.doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab4d9a.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​ab4d9a

[21] Qingxiuxiong Dong, Marco Tulio Quintino, Akihito Soeda та Mio Murao. Успіх або нічия: стратегія, що дозволяє повторювати до успіху в квантових обчисленнях. Physical Review Letters, 126 (15), квітень 2021 р. ISSN 1079-7114. 10.1103/​physrevlett.126.150504. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.126.150504.
https://​/​doi.org/​10.1103/​physrevlett.126.150504

[22] Акіхіто Соеда, Ацуші Шімбо та Міо Мурао. Оптимальна квантова дискримінація однокубітових унітарних вентилів між двома кандидатами. фіз. Rev. A, 104: 022422, серпень 2021 р. 10.1103/​PhysRevA.104.022422. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.104.022422.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.104.022422

[23] А. Бізіо, Г. Чірібелла, Г. Д'Аріано, П. Перінотті. Квантові мережі: Загальна теорія та застосування. Acta Physica Slovaca. Огляди та навчальні посібники, 61 (3), червень 2011 р. ISSN 0323-0465. 10.2478/​v10155-011-0003-9. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.2478/​v10155-011-0003-9.
https:/​/​doi.org/​10.2478/​v10155-011-0003-9

[24] Огнян Орєшков, Фабіо Коста та Часлав Брукнер. Квантові кореляції без причинного порядку. Nature Communications, 3 (1): 1092, 2012. 10.1038/​ncomms2076. URL-адреса https://​/​doi.org/​10.1038/​ncomms2076.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms2076

[25] Джуліо Чірібелла, Джакомо Мауро Д'Аріано, Паоло Перінотті та Бенуа Валірон. Квантові обчислення без певної причинно-наслідкової структури. фіз. Rev. A, 88: 022318, серпень 2013 р. 10.1103/​PhysRevA.88.022318. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.88.022318.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.88.022318

[26] K. Goswami, C. Giarmatzi, M. Kewming, F. Costa, C. Branciard, J. Romero та AG White. Невизначений причинний порядок у квантовому перемиканні. фіз. Rev. Lett., 121: 090503, серпень 2018 р. 10.1103/​PhysRevLett.121.090503. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.121.090503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.090503

[27] Тімотео Колнагі, Джакомо Мауро Д'Аріано, Стефано Факкіні та Паоло Перінотті. Квантові обчислення з програмованими зв'язками між вентилями. Physics Letters A, 376 (45): 2940–2943, жовтень 2012. ISSN 0375-9601. 10.1016/​j.physleta.2012.08.028. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.1016/​j.physleta.2012.08.028.
https://​/​doi.org/​10.1016/​j.physleta.2012.08.028

[28] Матеус Араухо, Фабіо Коста та Часлав Брукнер. Обчислювальна перевага від квантово-керованого впорядкування вентилів. фіз. Rev. Lett., 113: 250402, грудень 2014 р. 10.1103/​PhysRevLett.113.250402. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.113.250402.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.250402

[29] Даніель Еблер, Сіна Салек і Джуліо Чірібелла. Покращена комунікація за допомогою невизначеного причинно-наслідкового порядку. фіз. Rev. Lett., 120: 120502, березень 2018 р. 10.1103/​PhysRevLett.120.120502. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.120.120502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.120.120502

[30] Сяобінь Чжао, Юсян Ян і Джуліо Чірібелла. Квантова метрологія з невизначеним причинним порядком. фіз. Rev. Lett., 124: 190503, травень 2020 р. 10.1103/​PhysRevLett.124.190503. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.124.190503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.124.190503

[31] Джессіка Бавареско, Міо Мурао та Марко Туліо Квінтіно. Сувора ієрархія між паралельними, послідовними та невизначеними причинно-наслідковими стратегіями для розрізнення каналів. фіз. Rev. Lett., 127: 200504, листопад 2021 р. 10.1103/​PhysRevLett.127.200504. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.127.200504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.127.200504

[32] Мартін Дж. Реннер і Часлав Брукнер. Переоцінка обчислювальних переваг квантово-керованого впорядкування вентилів. фіз. Rev. Res., 3: 043012, жовтень 2021 р. 10.1103/​PhysRevResearch.3.043012. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevResearch.3.043012.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043012

[33] Лоренцо М. Прокопіо, Амір Моканакі, Матеус Араухо, Фабіо Коста, Іраті Алонсо Калафелл, Емма Г. Дауд, Дені Р. Хамел, Лі А. Розема, Часлав Брукнер і Філіп Вальтер. Експериментальна суперпозиція порядків квантових вентилів. Nature Communications, 6: 7913 EP –, 08 2015. URL http:/​/​dx.doi.org/​10.1038/​ncomms8913.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms8913

[34] Тімоті М. Рембо, Джозеф Б. Алтепетер, Прем Кумар і Г. Мауро Д'Аріано. Функціональні квантові обчислення: оптичний підхід. фіз. Rev. A, 93: 052321, травень 2016 р. 10.1103/​PhysRevA.93.052321. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.93.052321.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.052321

[35] Ю Го, Сяо-Мінь Ху, Чжи-Бо Хоу, Хуань Цао, Цзінь-Мін Цуй, Бі-Хен Лю, Юнь-Фен Хуан, Чуан-Фен Лі, Гуан-Кан Го та Джуліо Чірібелла. Експериментальна передача квантової інформації за допомогою суперпозиції причинних порядків. Physical Review Letters, 124 (3), січень 2020 р. ISSN 1079-7114. 10.1103/​physrevlett.124.030502. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.124.030502.
https://​/​doi.org/​10.1103/​physrevlett.124.030502

[36] Марсіо М. Таддеї, Хайме Каріньє, Даніель Мартінес, Таня Гарсія, Найда Герреро, Аластер А. Ебботт, Матеус Араухо, Сиріл Брансіард, Естебан С. Гомес, Стівен П. Волборн, Леандро Аоліта та Густаво Ліма. Обчислювальна перевага від квантової суперпозиції кількох часових порядків фотонних затворів. PRX Quantum, 2: 010320, лютий 2021 р. 10.1103/PRXQuantum.2.010320. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PRXQuantum.2.010320.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.010320

[37] Робін Лоренц і Джонатан Барретт. Причинно-наслідкова та композиційна структура унітарних перетворень. Quantum, 5: 511, липень 2021 р. ISSN 2521-327X. 10.22331/​q-2021-07-28-511. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.22331/​q-2021-07-28-511.
https:/​/​doi.org/​10.22331/​q-2021-07-28-511

[38] А. Кіссінджер і С. Уйлен. Категоріальна семантика для каузальної структури. У 2017 році 32-й щорічний симпозіум ACM/​IEEE з логіки в комп’ютерних науках (LICS), сторінки 1–12, червень 2017 р. 10.1109/​LICS.2017.8005095.
https://​/​doi.org/​10.1109/​LICS.2017.8005095

[39] Карл Краус, А. Бем, Дж. Д. Доллард і В. Г. Вуттерс. Стани, ефекти та операції Основні поняття квантової теорії, том 190. 1983. 10.1007/​3-540-12732-1.
https:/​/​doi.org/​10.1007/​3-540-12732-1

[40] Ман-Дуен Чой. Повністю додатні лінійні відображення на комплексних матрицях. Лінійна алгебра та її застосування, 10 (3): 285 – 290, 1975. ISSN 0024-3795. http://​/​dx.doi.org/​10.1016/​0024-3795(75)90075-0. URL-адреса http://​/​www.sciencedirect.com/​science/​article/​pii/​0024379575900750.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0024-3795(75)90075-0
http://​/​www.sciencedirect.com/​science/​article/​pii/​0024379575900750

[41] А. Яміолковський. Лінійні перетворення, які зберігають слід і позитивну напіввизначеність операторів. Доповіді з математичної фізики, 3 (4): 275–278, 1972. ISSN 0034-4877. https://​/​doi.org/​10.1016/​0034-4877(72)90011-0. URL-адреса https://​/​www.sciencedirect.com/​science/​article/​pii/​0034487772900110.
https:/​/​doi.org/​10.1016/​0034-4877(72)90011-0
https://​/​www.sciencedirect.com/​science/​article/​pii/​0034487772900110

[42] Додатковий матеріал.

[43] Матеус Араухо, Сиріл Брансіар, Фабіо Коста, Адрієн Фейкс, Крістіна Джармаці та Часлав Брукнер. Свідчення причинної нероздільності. New Journal of Physics, 17 (10): 102001, жовтень 2015 р. ISSN 1367-2630. 10.1088/​1367-2630/​17/​10/​102001. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​10/​102001.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​17/​10/​102001

[44] Огнян Орєшков і Христина Джармаці. Причинно-наслідкові та причинно-віддільні процеси. New Journal of Physics, 18 (9): 093020, вересень 2016. ISSN 1367-2630. 10.1088/​1367-2630/​18/​9/​093020. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​9/​093020.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​9/​093020

[45] Сиріл Брансіар, Матеус Араухо, Адрієн Фейкс, Фабіо Коста та Часлав Брукнер. Найпростіші причинні нерівності та їх порушення. New Journal of Physics, 18 (1): 013008, грудень 2015. ISSN 1367-2630. 10.1088/​1367-2630/​18/​1/​013008. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​1/​013008.
https:/​/​doi.org/​10.1088/​1367-2630/​18/​1/​013008

[46] Естебан Кастро-Руїс, Фламінія Джакоміні та Часлав Брукнер. Динаміка квантово-каузальних структур. фіз. Ред. X, 8: 011047, березень 2018 р. 10.1103/​PhysRevX.8.011047. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevX.8.011047.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.011047

[47] Девід Бекман, Даніель Готтесман, М. А. Нільсен і Джон Прескілл. Каузальні та локалізовані квантові операції. фіз. Rev. A, 64: 052309, жовтень 2001 р. 10.1103/​PhysRevA.64.052309. URL-адреса https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevA.64.052309.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.052309

[48] Eggeling, T., Schlingemann, D., and Werner, RF Напівнаслідкові операції є напівлокалізованими. єврофіз. Lett., 57 (6): 782–788, 2002. 10.1209/​epl/​i2002-00579-4. URL-адреса https://​/​doi.org/​10.1209/​epl/​i2002-00579-4.
https://​/​doi.org/​10.1209/​epl/​i2002-00579-4

[49] Г. Чірібелла, Г. М. Д'Аріано та П. Перінотті. Архітектура квантової схеми. фіз. Rev. Lett., 101: 060401, серпень 2008c. 10.1103/​PhysRevLett.101.060401. URL https://​/​doi.org/​10.1103/​PhysRevLett.101.060401.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.060401

[50] Г. Чірібелла, Г. М. Д'Аріано та П. Перінотті. Перетворення квантових операцій: квантові суперкарти. EPL (Europhysics Letters), 83 (3): 30004, липень 2008 d. ISSN 1286-4854. 10.1209/​0295-5075/​83/​30004. URL-адреса http://​/​dx.doi.org/​10.1209/​0295-5075/​83/​30004.
https:/​/​doi.org/​10.1209/​0295-5075/​83/​30004

[51] К. Хрбачек і Т. Єх. Вступ до теорії множин, третє видання, переглянуте та розширене. 01 2017. 10.1201/​9781315274096.
https: / / doi.org/ 10.1201 / 9781315274096

Цитується

[1] Саймон Мільц і Марко Туліо Квінтіно, «Перетворення між довільними (квантовими) об’єктами та поява невизначеної причинності», arXiv: 2305.01247, (2023).

[2] Елефтеріос-Ерміс Целентіс і ньмін Баумелер, «Припустимі причинно-наслідкові структури та кореляції», PRX Quantum 4 4, 040307 (2023).

[3] Кирило Сімонов, Марчелло Калеффі, Джессіка Ілліано та Анджела Сара Каччіапуоті, «Універсальне квантове обчислення за допомогою накладених порядків однокубітних вентилів», arXiv: 2311.13654, (2023).

[4] Метт Вілсон і Джуліо Чірібелла, «Вільні полікатегорії для унітарних суперкарт довільної розмірності», arXiv: 2207.09180, (2022).

Вищезазначені цитати від SAO / NASA ADS (останнє оновлення успішно 2024-02-05 14:38:07). Список може бути неповним, оскільки не всі видавці надають відповідні та повні дані про цитування.

Не вдалося отримати Перехресне посилання, наведене за даними під час останньої спроби 2024-02-05 14:38:06: Не вдалося отримати цитовані дані для 10.22331/q-2024-02-05-1241 з Crossref. Це нормально, якщо DOI був зареєстрований нещодавно.

spot_img

Остання розвідка

spot_img

Зв'яжіться з нами!

Привіт! Чим я можу вам допомогти?