一般化された２者間古典相関を用いた分散量子計算の量子通信コストの解析

使用广义两方经典关联分析分布式量子计算的量子通信成本

• 批准号: 18J10192
• 负责人: 山崎 隼汰
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J10192/
• 关键词: 量子通信コスト; 古典通信の方向; quantum state merging

量子状態集約の量子通信コスト分散量子情報処理において中心的役割を果たすタスクである量子状態集約（quantum state merging）に必要な量子通信コストに関し、分散量子情報処理において重要となる数十から数百量子ビット程度までの小・中規模領域の量子情報処理を扱うことができるone-shotの設定で解析し、量子エラー訂正符号などの具体例を用いて量子通信コストを具体的に評価した。その結果、こうした小・中規模領域において、大規模通信を目的として行われてきた先行研究よりも効率的に量子状態集約を行える例を具体的に求めることができ、本研究の結果の有用性が示された。量子状態集約による分散符号化した量子情報の解析本研究課題であった古典通信の制約と量子通信コストの間の一般的関係に関し、量子状態集約においてトレードオフ関係が表れることを示した。量子状態集約に必要な量子通信量は、通信方向が一方向に限られている場合には、部分的量子情報を表していると解釈できる。漸近的な設定では、双方向通信が許されていても通信コストは一方向通信と同じになることが知られていたため、 双方向通信が許されている一般的な状況下においても部分的量子情報によって特徴づけられると考えられてきた。しかし、漸近的な設定では大規模な量子情報処理を行う必要があるため、本研究ではより実際的な設定として、比較的小規模な量子情報処理を扱えるone-shotの設定を考察した。そして、one-shot設定で双方向通信が許されている際には、一方向通信のみの場合と通信コストの異なる場合があることを証明した。この結果は、双方向通信が許されている場合には、分散符号化した量子情報を特徴づける概念として、部分的量子情報と解釈できない新たな量子情報の概念が存在することを示しており、この概念をspread quantum informationと名付けた。

Quantum State set (quantum state merging) necessary Quantum Communication (QC), Quantum State set (QS), Quantum State set (QS), Quantum State set (QS), Decentralized quantum information systems are more important than tens of thousands of quantum information systems. In the field of small, medium-scale, quantum information systems, quantum information systems, one-shot settings, analysis, quantum communication, and specific examples are used. The results of the experiment, the small-scale, medium-scale, large-scale communication system, and the large-scale communication system are used to first study the quantum state set of the failure rate. the results of this study show that the results of this study are useful. The quantum state set is distributed and symbolized. The quantum situation is analyzed in this study. In this study, the classical communication protocol is used to analyze the quantum state set. The quantum state set is divided into two parts. The quantum state set contains the necessary quantum traffic, the communication direction is limited in one direction, and part of the quantum information table is required to solve the problem. In the near future, the two-way communication system is in the same direction as the two-way communication system. The two-way communication system is in the same direction as the one-way communication system, and the two-way communication system is in the same direction as the one-way communication system. In this study, we need to know how to do this. In this study, we have done some research on how to do this. In this study, we have done a lot of research. In this study, we have done a lot of research on the small-scale quantum information system, and we have a lot of information on one-shot settings. The two-way communication system, the one-shot setting, the two-way communication system, and the one-way communication system, the communication system, the communication The results show that the communication between the two sides is closed, decentralized symbolization, special quantum information concept, partial quantum information solution, new quantum information concept, and spread quantum information concept are available.

项目成果

Spread quantum information in one-shot quantum state merging

在一次性量子态合并中传播量子信息

• 发表时间: 2019
• 期刊: arXiv:1903.03619
• 作者: Yonghae Lee;Ryuji Takagi;Hayata Yamasaki;Gerardo Adesso;and Soojoon Lee;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki and Mio Murao
• 通讯作者: Hayata Yamasaki and Mio Murao

One-shot quantum state merging for arbitrarily-small-dimensional systems under one-way and two-way communication

单向和双向通信下任意小维系统的一次性量子态合并

• 发表时间: 2019
• 作者: Hayata Yamasaki;Alexander Pirker;Mio Murao;Wolfgang Dur;and Barbara Kraus;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki
• 通讯作者: Hayata Yamasaki

The 13th Conference on the Theory of Quantum Computation, Communication and Cryptography (TQC2018)

第十三届量子计算、通信与密码学理论会议(TQC2018)

• 发表时间: 2018
• 作者: Hayata Yamasaki;Alexander Pirker;Mio Murao;Wolfgang Dur;and Barbara Kraus;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki
• 通讯作者: Hayata Yamasaki

4th Seefeld workshop on Quantum Information

第四届塞菲尔德量子信息研讨会

• 发表时间: 2018
• 作者: Hayata Yamasaki;Alexander Pirker;Mio Murao;Wolfgang Dur;and Barbara Kraus;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki;Hayata Yamasaki
• 通讯作者: Hayata Yamasaki

Massachusetts工科大(米国)

麻省理工学院（美国）