One of the predominant challenges when engineering future quantum information processors is that large quantum systems are notoriously hard to maintain and control accurately. It is therefore of immediate practical relevance to investigate quantum information processing with limited physical resources, for example to ask: How well can we perform information processing tasks if we only have access to a small quantum device? Can we beat fundamental limits imposed on information processing with classical resources? This book will introduce the reader to the mathematical framework required to answer such questions. A strong emphasis is given to information measures that are essential for the study of devices of finite size, including R\'enyi entropies and smooth entropies. The presentation is self-contained and includes rigorous and concise proofs of the most important properties of these measures. The first chapters will introduce the formalism of quantum mechanics, with particular emphasis on norms and metrics for quantum states. This is necessary to explore quantum generalizations of R\'enyi divergence and conditional entropy, information measures that lie at the core of information theory. The smooth entropy framework is discussed next and provides a natural means to lift many arguments from information theory to the quantum setting. Finally selected applications of the theory to statistics and cryptography are discussed.


翻译:在设计未来量子信息处理器时,最主要的挑战之一是大型量子系统很难准确维护和控制,因此,用有限的物理资源调查量子信息处理具有直接的实际意义,例如,问:如果我们只能使用一个小量子装置,我们如何能执行信息处理任务?我们能否克服对使用古典资源的信息处理施加的基本限制?这本书将向读者介绍解答这些问题所需的数学框架;大力强调对研究有限尺寸装置至关重要的信息措施,包括R'enyi元素和光滑剂。演示是自成一体的,包括严格和简明地证明这些措施最重要的特性。第一章将介绍量子机械学的形式,特别强调量子状态的规范和衡量标准。这是探讨R\'enyi差异的量子概括和作为信息理论核心的信息测量标准所必须的。下面讨论的是光滑的摄取框架,它提供了自然手段,将信息理论的许多论点从信息理论推向量子设置。最后讨论了理论的理论应用和密码学。

0
下载
关闭预览

相关内容

《计算机信息》杂志发表高质量的论文,扩大了运筹学和计算的范围,寻求有关理论、方法、实验、系统和应用方面的原创研究论文、新颖的调查和教程论文,以及描述新的和有用的软件工具的论文。官网链接:https://pubsonline.informs.org/journal/ijoc
【经典书】计算理论导论,482页pdf
专知会员服务
84+阅读 · 2021年4月10日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
160+阅读 · 2020年6月2日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
人工智能 | PRICAI 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年12月13日
人工智能 | COLT 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年9月21日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月15日
The Measure of Intelligence
Arxiv
6+阅读 · 2019年11月5日
VIP会员
相关VIP内容
【经典书】计算理论导论,482页pdf
专知会员服务
84+阅读 · 2021年4月10日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
商业数据分析,39页ppt
专知会员服务
160+阅读 · 2020年6月2日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
151+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
2019年机器学习框架回顾
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24日
计算机 | 中低难度国际会议信息8条
Call4Papers
9+阅读 · 2019年6月19日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
人工智能 | NIPS 2019等国际会议信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2019年3月21日
计算机类 | LICS 2019等国际会议信息7条
Call4Papers
3+阅读 · 2018年12月17日
人工智能 | PRICAI 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年12月13日
人工智能 | COLT 2019等国际会议信息9条
Call4Papers
6+阅读 · 2018年9月21日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员