General scheme for perfect quantum network coding with free classical communication (コンピュテーション)
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概要
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This paper considers the problem of efficiently transmitting quantum states through a network. It has been known for some time that without additional assumptions it is impossible to achieve this task perfectly in general - indeed, it is impossible even for the simple butterfly network. As additional resource we allow free classical communication between any pair of network nodes. We show that perfect quantum network coding is achievable in this model whenever classical network coding is possible over the same network when replacing all quantum capacities by classical capacities. More precisely, we demonstrate that perfect quantum network coding using free classical communication is possible over a network with k source-target pairs if there exists a classical linear (or even vector-linear) coding scheme over a finite ring. Our proof is constructive in that we give explicit quantum coding operations for each network node. We also give an upper bound on the number of classical communication required in terms of k, the maximal fan-in of any network node, and the size of the network.
- 2009-04-10
著者
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西村 治道
大阪府立大学理学系研究科
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小林 弘忠
国立情報学研究所情報学プリンシプル研究系:科学技術振興機構erato-sorst量子情報システムアーキテクチャ
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西村 治道
大阪府立大学理学系研究科情報数理科学専攻
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西村 治道
大阪府立大学
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ルガル フランソワ
科学技術振興機構ERATO-SORST量子情報システムアーキテクチャ
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ロテラー マーティン
NEC Laboratories America
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小林 弘忠
国立情報学研究所情報学プリンシプル研究系
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