نقش ابرناهمخوانی کوانتومی در کدگذاری فوق چگال

میرمسعودی, فروزان; احدپور, صدیف

doi:10.22055/jrmbs.2023.18124

نقش ابرناهمخوانی کوانتومی در کدگذاری فوق چگال

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

10.22055/jrmbs.2023.18124

چکیده

همبستگی های کوانتومی بصورت جامع به عنوان منبع اصلی برای کارهای مختلف پردازش اطلاعات کوانتومی پذیرفته شده اند. اگر به کد گذاری چگال به عنوان یک فرایندی برای انتقال اطلاعات از منبع تا دریافت کننده اطلاعات نگاه کنیم. این مساله که چگونه می توان از ویژگی های کانال کوانتومی پی برد تحت چه شرایطی کانال برای کدگذاری چگال مناسب است، اهمیت می یابد. در این مقاله کدگذاری فوق چگال را با در نظر گرفتن یک مدل ساده کانال کوانتومی دو کیوبیتی بررسی می کنیم. نشان می دهیم که ابرناهمخوانی کوانتومی می تواند نقش بسیار موثری در پیش بینی رفتار ظرفیت کدگذاری فوق چگال داشته باشد. این مساله می تواند نقش موثر و مفیدی در فرآیند اطلاعات کوانتومی داشته باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فیزیک اطلاعات کوانتومی

عنوان مقاله [English]

The role of super quantum discord in super dense coding

نویسندگان [English]

Forouzan Mirmasoudi
Sodeif Ahadpour

Department of Physics, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil

چکیده [English]

Quantum correlations have been comprehensively accepted as the main resource for different quantum information processing tasks. If we regard density coding as a process for transmitting information from source to receiver, it is important to understand how the properties of the quantum channel itself can be determined, and under what conditions the channel is suitable for density coding. This study considers super dense coding of a bipartite state via a quantum correlated channel. We find that the dynamic properties of SQD on our channel enable us to determine when and under what conditions the system is suitable for dense coding capacity. The results show that our proposals could lead to this scheme being efficient for quantum information processing.

کلیدواژه‌ها [English]

Quantum correlations
Super quantum discord
Density coding

مراجع

[1] J. Lee, M.S. Kim, Entanglement teleportation via Werner states, Physical Review Letters 84 18 (2000) 4236. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.4236.

[2] M.A. Nielsen, I. Chuang, Quantum computation and quantum information, (2002) 558-559. https://doi.org/10.1119/1.1463744.

[3] M.B. Plenio, V. Vedral, (1998). Teleportation, entanglement and thermodynamics in the quantum world. Contemporary physics, 39 6, 431-446. https://doi.org/10.1080/001075198181766

[4] M.C. Arnesen, S. Bose, V. Vedral, Natural thermal and magnetic entanglement in the 1D Heisenberg model, Physical Review Letters 87 1 (2001) 017901. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.017901

[5] S. Ghosh, et al., Entangled quantum state of magnetic dipoles, Nature 425 6953 (2003) 48. https://doi.org/10.1038/nature01888

[6] S. Mirzaei, Entanglement and Fidelity of Quantum Teleportation in Heisenberg XXZ Model with Multiple Interactions, Journal of Research on Many-body Systems 12 3 (2022) 39-49. https://doi.org/ 10.22055/jrmbs.2022.17867.

[7] F. Mirmasoudi, S. Ahadpour, Super quantum discord behaviors in two-qubit Heisenberg XYZ model with intrinsic decoherence, Journal of Research on Many-body Systems 8 17 (2018) 181-189. https://doi.org/10.22055/JRMBS.2018.13898.

[8] F. Mirmasoudi, S. Ahadpour, Dynamics of super quantum discord and optimal dense coding in quantum channels, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 51 34 (2018) 345302. https://doi.org/10.1088/1751-8121/aacd29.

[9] A. Barenco, K.E. Artur, Dense coding based on quantum entanglement, Journal of Modern Optics 42 6 (1995) 1253-1259. https://doi.org/10.1080/09500349514551091

[10] K. Mattle, et al. Dense coding in Experimental quantum communication, Physical Review Letters 76 25 (1996) 4656. https://doi.org/10.1007/s00339-006-3783-x

[11] H. Ollivier, W.H. Zurek, Quantum discord: A measure of the quantumness of correlations, Physical Review Letters 88 (2001) 017901. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.017901

[12] A.K. Maurya, M.K. Mishra, H. Prakash, Quantum discord and entanglement in quasi-Werner states based on bipartite superposed coherent states, arXiv preprint (2012) arXiv:1210.2212.

[13] Y.S. Kim, J.C. Lee, O. Kwon, Y.H. Kim, Protecting entanglement from decoherence using weak measurement and quantum measurement reversal, Nature Physics 8 (2012) 117. https://doi.org/10.1117/12.2024442

[14] C.H. Bennett, G. Brassard, Quantum Cryptography: Public Key Distribution and Coin Tossing, Proceedings of IEEE International Conference on Computers Systems and Signal Processing, Bangalore India, )1984( 175-179. https://doi.org/10.1016/j.tcs.2014.05.025

[15] M. Ali, A.R.P. Rau, G. Alber, Quantum discord for two-qubit X states, Physical Review A 81 (2010) 042105. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.81.042105

[16] T. Li, T. Ma, Y. Wang, S. Fei, Z. Wang, Super Quantum Discord for X-type States International Journal of Theoretical Physics (2015) 54:680–688. https://doi.org/10.1007/s10773-014-2260-0

[17] Y.K. Wang, T. Ma, H. Fan, S.M. Fei, Z. Xi. Wang, Super quantum correlation and geometry for Bell-diagonal states with weak measurements, Quantum Information Processing 13 (2014) 283–297. https://doi.org/ 10.1007/s11128-013-0649-y.

[18] U. Singh, A.K. Pati, Quantum discord with weak measurements, Annals of Physics 343 (2014) 141–152. https://doi.org/10.1016/j.aop.2014.02.004

[19] C.H. Bennett, J.W. Stephen, Communication via one-and two-particle operators on Einstein-Podolsky-Rosen states, Physical review letters 69 20 (1992) 2881. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.69.2881

[20] T. Hiroshima, Optimal dense coding with mixed state entanglement, Journal of Physics A: Mathematical and General 34 35 (2001). https://doi.org 10.1088/0305 4470/34/35/316