Two of the fundamental no-go theorems of quantum information are the no-cloning theorem (that it is impossible to make copies of general quantum states) and the no-teleportation theorem (the prohibition on sending quantum states over classical channels without pre-shared entanglement). They are known to be equivalent, in the sense that a collection of quantum states is clonable if and only if it is teleportable. Our main result suggests that this is not the case when computational efficiency is considered. We give a collection of quantum states and oracles relative to which these states are efficiently clonable but not efficiently teleportable. Given that the opposite scenario is impossible (states that can be teleported can always trivially be cloned), this gives the most complete oracle separation possible between these two important no-go properties. In doing so, we introduce a related quantum no-go property, reconstructibility, which refers to the ability to construct a quantum state from a uniquely identifying classical description. We show the stronger result of a collection of quantum states that are efficiently clonable but not efficiently reconstructible. This novel no-go property only exists in relation to computational efficiency, as it is trivial for unbounded computation. It thus opens up the possibility of further computational no-go properties that have not yet been studied because they do not exist outside the computational context.


翻译:量子信息的两大基本禁戒定理是量子不可克隆定理(无法复制一般量子态)和量子不可传输定理(禁止在没有预共享纠缠的情况下通过经典信道传输量子态)。已知这两个定理等价,即一组量子态可克隆当且仅当可传输。我们的主要结果表明,当考虑计算效率时,情况并非如此。我们构造了一组量子态及相应的预言机,使得这些量子态可高效克隆但无法高效传输。鉴于反之情形不可能成立(可传输的量子态总可以平凡地克隆),这给出了这两个重要禁戒性质间最完备的预言机分离结果。在此过程中,我们引入了相关的量子禁戒性质——可重构性,指通过唯一辨识的经典描述重构量子态的能力。我们证明了更强的结果:存在一组量子态可高效克隆但无法高效重构。这一新型禁戒性质仅存在于计算效率语境中,在无界计算条件下平凡成立。因此,它揭示了可能存在尚未被研究的其他计算禁戒性质,这些性质在计算语境之外并不存在。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+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
78+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
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月26日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月24日
Arxiv
0+阅读 · 2023年3月23日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
9+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员