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공유 무작위 생성을 위한 양자 이점

시간


타말 구하1, 미르 알리무딘2, 서밋 루트3, 아미트 무케르지4, 일부 상카르 바타차랴5, 마닉 바닉2

1Physics and Applied Mathematics Unit, Indian Statistical Institute, 203 BT Road, Kolkata 700108, India.
2물리학 학교, ISER Thiruvanathapuram, Vithura, Kerala 695551, India.
3국제 양자 기술 이론 센터(ICTQT), University of Gdańsk, 80-308 Gdańsk, Poland.
4SN Bose 국립 기초 과학 센터, Block JD, Sector III, Salt Lake, Kolkata 700098, India.
5홍콩 Pokfulam Road에 있는 홍콩 대학교 컴퓨터 공학과.

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추상

상관된 랜덤 변수를 공유하는 것은 프라이버시 증폭, 동시 메시지 전달, 비밀 공유 등과 같은 많은 정보 이론적인 작업을 위한 리소스입니다. 이 기사에서 우리는 공유 무작위성이라는 리소스를 설정하기 위해 양자 시스템이 고전적인 시스템보다 이점을 제공한다는 것을 보여줍니다. 정확히는 공유된 XNUMX-큐비트 상태에 대한 고정된 측정이 적절하기는 하지만 XNUMX개의 클래식 비트의 가능한 상태에서 얻을 수 없는 상관 관계를 생성할 수 있음을 보여줍니다. 자원 이론 설정에서 양자 시스템의 이러한 특징은 우리가 '비독점 사회 보조금' 게임이라고 부르는 XNUMX인 협동 게임에서 승리하는 이점으로 해석될 수 있습니다. 원하는 이점으로 이어지는 양자 상태는 양자 불일치의 형태로 비고전성을 지녀야 함을 알 수 있습니다. 반면에 잡음이 있는 채널을 통해 두 당사자 간에 이러한 공유 임의성의 소스를 배포하는 동안 용량이 XNUMX인 양자 채널과 XNUMX보다 엄격하게 XNUMX보다 작은 클래식 용량을 갖는 양자 채널은 완벽한 클래식 채널보다 더 효율적으로 수행합니다. 여기에 제시된 프로토콜은 노이즈에 강하므로 최첨단 양자 장치로 실현할 수 있어야 합니다.

고전적인 동전은 XNUMX단계 양자 시스템인 쿼인에서 얻은 입출력 통계를 시뮬레이션할 수 있습니다. 그러나 Bernoulli 공장의 생성과 같은 여러 시간적 발생에서 quoin은 고전적인 대응물보다 이점을 나타냅니다. 현재 작업은 다중 공간 발생, 즉 공유된 두 쿼인에 대한 이러한 이점을 보여줍니다. 멀리 떨어져 있는 두 명의 의사 소통이 없는 플레이어가 참여하는 비독점적인 사회적 보조금 게임은 그러한 이점을 수량화합니다. 상당히 반직관적이지만, 잡음이 있는 양자 전송 라인은 이러한 XNUMX단계 시스템을 배포하는 데 사용할 때 완벽한 고전적인 것보다 더 효과적인 것으로 판명되었습니다. 현재 작업은 공유 무작위성의 리소스 내용을 이해하는 잠재적인 후보입니다.

► BibTeX 데이터

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인용

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출처 : https://quantum-journal.org/papers/q-2021-10-27-569/

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