量子网络编码
量子物理
2016-05-24 v2
摘要
由于量子信息是连续的，其处理有时比经典对应情形出奇地困难。一个典型例子是克隆；复制数字信息轻而易举，但对量子信息却无法精确复制。本文的问题是量子网络编码是否可行。其经典对应是另一个好例子，表明数字信息流可比传统（如液体）流高效得多。我们对问题的回答类似于克隆的情形，即表明若允许近似，通过使用称为 Butterfly 的简单网络模型，量子网络编码是可行的。在该网络中，有两条流路径，s_1 到 t_1 和 s_2 到 t_2，它们共享容量为 1 的单一瓶颈信道。在经典情形中，尽管有瓶颈，我们仍可为每条路径同时发送两个比特。我们的量子网络编码结果包括：（i）我们可以同时从 s_1 向 t_1 发送任意量子态 |psi_1>、从 s_2 向 t_2 发送 |psi_2>，保真度严格大于 1/2。（ii）若 |psi_1> 和 |psi_2> 之一为经典态，则保真度可提升至 2/3。（iii）若 |psi_1> 和 |psi_2> 仅限于有限个（预先已知的）态，类似提升也可能。（iv）还给出了若干不可能性结果，包括保真度的一般上界。
引用
@article{arxiv.quant-ph/0601088,
title = {Quantum Network Coding},
author = {Masahito Hayashi and Kazuo Iwama and Harumichi Nishimura and Rudy Raymond and Shigeru Yamashita},
journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0601088},
year = {2016}
}
备注
27pages, 11figures. The 12page version will appear in 24th International Symposium on Theoretical Aspects of Computer Science (STACS 2007)