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비마르코프 환경서 각각 이성 하이젠베르크 사이클로 자기장 작용하는 양자 조밀 부호화

출처:KIC China 발표 시간:2021-03-09 14:59:00 조회 수:
발표 시간:2021-03-09 14:59:00
탕스성, 장진펑, 아이커바이얼 스디무, 아이허마이티 아부리즈
 
머리말: 본문은 비마르코프 환경에서 시변 자기장에서 각종 파라미터의 교호작용이 매우 풍부한 두 개의 비트의 하이젠베르크 XYZ 모델의 양자 조밀 부호화의 성질을 연구하였다. 서브프레임 확산 방법 Quantum State Diffusion Method(QSD)를 통해 시간 경과에 따른 채널 용량의 진화 관계를 시뮬레이션했다. 수치 시뮬레이션을 통해 양자 조밀 코딩은 환경관문 연결수, 결합계수 J, Jz, 그리고 잔현 자기장의 강도 B에 의존하는 것으로 나타났다. 환경관문 연계가 수 数으로 변할 때, 즉 비마르코프 특성이 증가할 때, 양자 조밀 코드의 채널 용량은 뚜렷한 증가 추세를 보인다. 여기에 제시될 만한 것은 비교적 작은 커플링 계수 Jz, 비교적 큰 커플링 계수 J, 그리고 강한 변형 자기장 강도 B는 이 시스템 하에서 효과적인 양자 조밀 코딩을 하는 데 매우 유용하다. 그중 비말코프 상황에서는 매우 분명한데 이것은 효과적인 정보 전송을 위해 매우 중요하다.

키워드: 비마르코프 환경, 양자 조밀 부호화, QSD 방법
 
  1992년 베넷, 와이즈너가 창시적으로 제안한 양자통신방안이 양자밀집코드 또는 초밀집코드로 불리게 된 이유는 Einstein-Podolsky-Rosen 쌍(EPR pair)을 양자신도로서 양태입자 1개당 1명 이상의 고전적 정보를 전송하기 위해서이다. 양자 조밀 코딩은 양자 정보의 효과적인 전송을 실현하는 중요한 응용 프로그램이다. 양자간 조밀 코드는 제안된 이래 양자물리과학과 정보과학 등의 학과에서 광범위한 관심을 끌었다.최근 몇 년간 응집중태 시스템의 얽힌 성질과 특징을 정성적으로 혹은 정량적으로 표현하고 이를 양자 조밀 부호화, 양자 스텔스 전태 등 여러 방면에 응용하기 위해 노력해 왔다. 본 편의 문장에서 양자 조밀 부호화 문제를 중점적으로 연구한다.양자 조밀 코딩의 구체적인 구현 방안은 혁재 리가 완전하게 설명했다. 하나의 양자 메시지, 즉 하나의 비트 전송을 통해 두 개의 클래식 비트의 정보를 전송할 수 있는 효과적인 양자 전송 방법을 제공한다. 통상 단광자 편진태나 전자기장 모상건조태 등으로 양자 조밀 코딩을 할 수 있다. 2010년 자하라 섀드먼은 소음이 존재할 때 초고밀도 코딩, 즉 자원 상태에 매달리는 서브시스템은 반드시 송신자와 수신자 사이의 소음 유닛 양자 통로를 통과해야 한다는 연구결과를 내놓았다. 임의 유도에 있는 Pauli 통로의 상황을 명확하게 검토하고 자원 상태를 정해주는 초밀집 코딩 용량(즉, 최적의 정보 전송)을 파생시켰다.

  양자극화 채널은 입력 상태에 맞춰 초고밀도 인코딩 능력을 최적화했다. 이들은 소음 파라미터의 임계값 이하에서 초밀집 부호화 프로토콜이 최대 엉킨 초기 상태를 통해 최적화할 수 있다는 것을 보여준다. Bose 등은 다체를 이용한 퀀텀 조밀 코드를 제안했고 Bareno 등은 다능급 튜닝 방안을 적용해 퀀텀 조밀 코드를 구현했다. Hao등은 삼입자 최대 얽힘태 Greenberger Horne-Zeilinger 형상을 양자신도로서 제어할 수 있는 양자조밀코드화 방안을 발표하였으며 Jing Zhang은 삼입자 얽힘상 연속변수의 제어된 조밀코드로 이 방안을 보급하였다. 닐라칸타 마이어는 매달리며 교환하는 양자 집약 코딩 방안을 연구했다. Xiao Zhao 등은 비마르코프 환경하에서 듀얼 원자 시스템의 양자 조밀 코드를 연구하였다. Yong-Qiang Li 등은 자유공간에서 두 개의 공간이 원자 간을 분리하는 양자집약코드의 성질을 연구했다. 과거에는 양자 조밀 부호화에 대한 이론과 실험에 관한 연구와 토론이 많았으며 급속하게 발전하여 큰 진전을 이루었다.

어떤 문헌은 마르코프 상황에서의 각종 환경 소음 영향 상황에서의 양자 조밀 코드를 연구했다. 종전에 매달린 동력학 연구에서 대다수가 환경소음에 집중했고 일반적으로 마르코프 가설을 따랐다. 마르코프 환경은 일반적으로 기억할 수 없고 돌이킬 수 없는 과정으로 여겨진다. 이때 환경 관련 시간이 매우 짧은 마르코프 환경에서는 일반적으로 델타 함수로 표현된다. 하지만 실제 생활에서 양자 시스템은 모두 환경 소음에 영향을 받을 수밖에 없고 흔히 매달리는 퇴화와 소모, 심지어 퇴행까지 초래해 하나의 양자 개방 시스템이 비마르코프를 따르는 것으로 간주된다. 비마르코프 환경은 환경으로 유입되는 정보, 에너지가 일부 시스템으로 흘러들어간다고 생각하는데  이때 시스템의 상태는 역사적 순간에 영향을 받아 환경을 기억적으로 변화시키는 것과 같다. 마르코프가 아닌 환경에서의 기억은 무시할 수 없기 때문에 환경의 피드백 효과를 고려해야 한다.
 
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