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乱序量子数据的重复提取:Hayden-Preskill 型协议的可维持性

量子物理 2022-04-04 v1

摘要

我们引入并研究了乱序器黑客攻击(scrambler hacking)问题,即在仅具有部分访问权限的情况下从量子乱序器(quantum scrambler)中提取并植入量子信息的过程。该问题必然源于当代物理学的核心课题——从经历乱序动力学的系统中恢复信息,例如黑洞研究中的 Hayden-Preskill 协议——因为根据不可克隆定理,提取量子数据时必须用另一份数据替换它。对于大型乱序器,我们给出了最优黑客保真度(hacking fidelity)的解析公式,该量是衡量有限访问下乱序器黑客攻击有效性的定量指标。在 Bob 试图黑客攻击 Alice 数据的双用户场景中,我们发现随着 Bob 的黑客空间相对于 Alice 的用户空间增大,最优保真度收敛于 64/(9π2)0.7264/(9\pi^2)\approx0.72。我们将结果应用于黑洞信息问题,表明有限的黑客保真度意味着黑洞作为信息镜的反射率衰减,这质疑了通过 Hayden-Preskill 型协议解决黑洞信息悖论的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.00374,
  title  = {Repeated Extraction of Scrambled Quantum Data: Sustainability of the Hayden-Preskill Type Protocols},
  author = {Seok Hyung Lie and Yong Siah Teo and Hyunseok Jeong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.00374},
  year   = {2022}
}

备注

15 pages, 3 figures. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:2105.13823