Trade-off relations and divergences in quantum information theory  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
124152
Type K
Principal investigator Mosonyi, Milán
Title in Hungarian "Trade-off" relációk és divergenciák a kvantum-információelméletben
Title in English Trade-off relations and divergences in quantum information theory
Keywords in Hungarian Kvantum-információelmélet, Rényi divergenciák, hipotézsivizsgálat, csatornakapacitások, hibaexponensek
Keywords in English Quantum information theory, Rényi divergences, hypothesis testing, channel capacities, error exponents
Discipline
Mathematics (Council of Physical Sciences)100 %
Ortelius classification: Mathematics
Panel Mathematics and Computing Science
Department or equivalent Department of Mathematical Analysis (Budapest University of Technology and Economics)
Participants Andai, Attila
Frenkel, Peter
Lovas, Attila
Pitrik, József
Virosztek, Dániel
Vrana, Péter
Weiner, Mihály
Zimborás, Zoltán
Starting date 2017-09-01
Closing date 2022-08-31
Funding (in million HUF) 7.840
FTE (full time equivalent) 9.57
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A klasszikus információelméletben jól ismert, hogy számos kommunikációs protokollban a protokollt meghatározó mennyiségek (mint pl. a kódolási ráta és a hibaexponens a csatornakódolás aszimptotikus analízisében) közötti "trade-off" explicite kifejezhető Rényi divergenciák segítségével. Az utóbbi időben jelentős előrelépések történtek ezen eredmények kvantum protokollokra való kiterjesztésében. Egy új típusú nem-kommutatív Rényi divergencia felfedezése lehetővé tette erős konverz állítások bizonyítását számos kvantum protokollra, és a kvantum hipotézisvizsgálat és a klasszikus-kvantum csatornakódolás esetében még az egzakt konverz exponenseket is sikerült meghatározni. Ezen projekt célja a fenti eredmények kiterjesztése a következő irányokban:
- további kvantum protokollok;
- protokollok, melyek kettőnél több versengő mennyiséggel írhatók le (pl. kvantum állapot újraosztás);
- nem független azonos eloszlású, illetve különböző végtelen-dimenziós modellek fizikai motivációval;
- a (nem-)lokalitás és a kvantum összefonódottság megragadása a protokollok hibaexponensein keresztül.
Konkrétabban, pontos hibaexponenseket akarunk adni a kvantum forráskódolásra, klasszikus-kvantum csatornakódolásra (kód kompozícióra vonatkozó megszorítással vagy anélkül, illetve szorzat vagy összefonódott kódolásra), kvantum állapotmegosztásra és ehhez kapcsolódó protokollokra, háromkomponensű összefonódottság disztillációra, illetve ezen protokollok kiterjesztéseire a független azonos eloszlást feltételező tárgyalásról korrelált rácsmodellekre, valamint Neumann-algebrai tárgyalásmódra.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A projekt központi témája a kvantum divergenciák, leginkább Rényi divergenciák, tanulmányozása különböző kvantum-információelméleti problémák "trade-off" relációinak leírásában. Célunk meghatározni a lehetséges kódolási stratégiák elvileg elérhető legjobb teljesítményét olyan alapproblémákban mint a forráskódolás, csatornakódolás, és hipotézisvizsgálat. E célból explicit kifejezéseket keresünk a különböző problémákat meghatározó, egymással versengő mennyiségek közötti "trade-off" leírására, és ezen kifejezéseket összekapcsoljuk kvantum állapotokra vonatkozó mértékeivel az információnak, korrelációnak, és kvantum állapotok különbözőségének. Ezek az összefüggések egyrészt az adott problémák mélyebb elvi megértését nyújtják, másrészt segítenek kiválasztani a gyakorlati szempontból lényeges definícióit olyan alapmennyiségeknek, mint például a Rényi feltételes entrópia, kölcsönös információ, vagy a feltételes kölcsönös információ. Ezeket a problémákat különböző, a kvantum világra jellemző kereteken belül fogjuk tanulmányozni; egyebek közt vizsgálunk majd protokollokat a statisztikus fizikából származó korrelált kvantum rendszerekben, és megvizsgáljuk, hogy milyen szerepet játsznak különböző típusú kvantum korrelációk, mint pl. az összefonódottság vagy a nemlokalitás, ezekben a protokollokban. Ezen kérdések jelenleg a kvantum-információelméleti kutatások előterében vannak, és a kvantum Rényi divergenciák szerepe a "trade-off" relációk leírásában központi szerepet játszott az utóbbi évek kvantum Shannon-elméleti kutatásaiban.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A kvantum-információelmélet napjaink egyik legdinamikusabban fejlődő kutatási területe, amely számos izgalmas probléma forrása a matemaikában és egyéb tudományágakban. A technológiai alkalmazásait övező várakozást jól mutatja, hogy különböző nemzeti kormányok kiemelt kutatási területként kezelik a kutatástámogatási programjaikban, illetve az Európai Unió jelenleg tervezett nagyszabású zászlóshajó projektje a kvantum technológiák terén.

A kutatási projektben a célunk meghatározni különböző kvantum protokollok aszimptotikusan elérhető legjobb teljesítményét. Ehhez meghatározzuk az ezen problémákat leíró mennyiségek közötti ún. "trade-off" relációkat, és ezeket összekapcsoljuk különböző nem-kommutatív Rényi divergenciákból származó információs mennyiségekkel. Ezek a kérdések az utóbbi évek kvantum Shannon-elméleti kutatásainak előterében voltak, melyekhez a tervezett projekt vezetője jelentős mértékben hozzájárult; egyebek közt kvantum Rényi divergenciák nemrég felfedezett új családja operációs értelmezésének megadásával, mint a kvantum hipotézisvizsgálat, illetve a klasszikus-kvantum csatornakódolás pontos konverz hibaexponense. A projektvezetőt ilyen irányú korábbi kutatásai különösen alkalmassá teszik a témában létrehozott kutatócsoport vezetésére.

Megjegyezzük, hogy bár a kvantum-információelmélet nemzetközileg kiemelt kutatási terület, Magyarországon nincs kimondottan a kvantum-információelmélet matematikai problémáival foglalkozó kutatócsoport. Célunk lefektetni egy nemzetközileg versenyképes kvantum-információelméleti iskola alapjait azzal, hogy a projekten belül összefogunk fiatal és tehetséges magyar kutatókat, akik a kvantum-információelmélet és a matematikai fizikai világszinvonalú kutatóinézeteiben szereztek kutatási tapasztalatot, amit ezen célkitűzés szolgálatába tudnak állítani.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A 20. század elejének a teljes természettudományos világképet forradalmasító felfedezése volt az a felismerés, hogy a mikroszkopikus méretű fizikai rendszerek nem írhatók le a hétköznapi világban megismert törvényekkel. Az új fizikai elmélet, a kvantummechanika jóslataira építve aztán olyan technológiai felfedezések születtek, mint a lézer, vagy a félvezetők, amelyek nélkül például a modern számítógépek elképzelhetetlenek lennének. Az utóbbi években egyre erősödik az a meggyőződés, hogy a kvantummechanika jóslatai egy újabb technológiai forradalomhoz vezethetnek, amelynek eredményeként az információ tárolásának, továbbításának és kezelésének új, korábban nem ismert hatékonyságú módjai válnak lehetségessé, olyan technológiai alkalmazásokkal, mint például a tökéletesen biztonságos kvantum titkosítás, vagy a jelenlegi számítógépeknél lényegesen hatékonyabb kvantum számítógépek. Ahhoz azonban, hogy ez megvalósulhasson, még számos akadályt kell leküzdeni mind a technológiai oldalról, mind az elmélet nyújtotta lehetőségek és korlátok mélyebb megértése terén. Ezen a projekten belül a kvantum-információelmélet által felvetett matematikai problémákkal foglalkozunk, és olyan kérdésekre keressük a választ, mint a kvantum rendszerekben tárolható információ optimális tömöríthetősége vagy megoszthatósága, vagy például a kvantummechanika által leírt kommunikációs csatornákon való kommunikáció hatékonyságának elvi korlátai.
Summary
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
It is well-known in classical information theory that for many communication protocols, the trade-off between the competing operational quantities describing the protocol (e.g., the coding rate and the error exponent in the asymptotic analysis of channel coding) can be given in a quantitative form, expressed in terms of Rényi divergences. There has been much progress recently in extending such results to quantum protocols. In particular, the discovery of a new type of non-commutative Rényi divergences made it possible to derive strong converse results for a number of protocols, and to even obtain exact strong converse exponents for binary state discrimination and classical-quantum channel coding. In this project we are aiming at extending these results in various directions, by considering
- other important protocols;
- protocols characterized by more than two competing operational quantities (e.g., state redistribution);
- non-i.i.d. settings and various infinite-dimensional extensions originating from important models in physics;
- locality-constrained protocols and the connection of the error exponents with entanglement quantification.
In particular, we are aiming at obtaining exact error exponents for quantum source compression, classical-quantum channel coding (with or without composition constraint, and considering both product and entangled encodings), state redistribution and related protocols, tripartite entanglement distillation, and extensions of these and other protocols from the non-i.i.d. setting to correlated lattice models, and from the finite-dimensional to the most general von Neumann algebra setting.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The central theme of the project is the study of quantum divergences, in particular, Rényi divergences, in
the quantification of the trade-off relations in various quantum information theoretic problems. We aim at
identifying the ultimate theoretical limits of the performance of coding strategies in such core problems as
source compression, channel coding, and state discrimination, by finding explicit descriptions of the exact
trade-off curves between the competing quantities characterizing each problem, and linking them to measures of information, correlation, and dissimilarity of quantum states. Apart from their obvious theoretical
importance of obtaining a more detailed understanding of these protocols, such exact trade-off quantifications
would help to select the operationally relevant versions from among the many possible formal definitions of
such fundamental quantities as the Rényi conditional entropy, mutual information, conditional mutual information, and others. We will study these problems in a wide range of settings special to the quantum world; in particular, we will study protocols in correlated quantum systems relevant for quantum statistical physics, and explore the impact of locality constraints and the role of non-locality, entanglement, and other types of quantum correlations in these protocols. These questions are at the forefront of current research in quantum information theory; in particular, the study of quantum Rényi divergences, and their connection to trade-off relations have been the central topics of quantum Shannon theory in the past few years.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
Quantum information theory is one of the most dynamically developing research fields of our days, and it is the source of many intriguing problems in mathematics and other disciplines. The expectations regarding its technological applications are clearly shown by various national governments setting it as a priority research area in their research funding schemes, or by the launching of large-scale projects like the planned European flagship project in quantum technologies.

In the proposed project our aim is to quantify the asymptotically optimal performance of various quantum protocols by expressing the trade-off relations among the operational quantities characterizing these problems, and connecting them to measures of information derived from different types of non-commutative Rényi divergences. These kind of problems have been in the forefront of research in quantum Shannon theory in the past few years, following the discovery of a new type of quantum Rényi divergences (the so-called sandwiched Rényi divergences) and their applications to strong converse problems. The PI of this proposal has contributed significantly to this research direction, among others, by clarifying the operational significance of the sandwiched Rényi divergences as exact strong converse exponents in binary state discrimination and in classical-quantum channel coding. His experience in this field of research, as well as his extensive research connections with other prominent scholars in the field make him particularly well suited to lead a group in this very current direction of research.

We note that despite of the internationally recognized significance of quantum information science,
there is currently no research group in Hungary dedicated to the study of the mathematical aspects of quantum information theory. One of our aims is to set the seeds of an internationally competitive quantum information theory school by uniting within this project young and talented Hungarian researchers in quantum information theory and mathematical physics, who have gained extensive research experience in world leading research centers, and can use their experience and international research network for the success of this initiative.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The scientific worldview was revolutionarized at the beginning of the 20 century by the recognition that physical systems of microscopic size cannot be described by the laws of physics suitable for the everyday world. The predictions of the new physical theory, quantum mechanics, lead to such technological inventions as the laser or semi-conductors, without which modern computers would not be possible. It has been a more and more widespread view in recent years that the predictions of quantum mechanics may lead to a new technological revolution, as the result of which new methods of the storage, transmission, and manipulation of information of unprecedented efficiency may become possible, leading to such technological applications as unconditionally secure cryptography or quantum computers that would outperform any computers of current technology. However, to realize this vision, there are still numerous highly non-trivial problems to solve both on the technology side and in the deeper theoretical understanding of the possibilities offered and the limitations posed by quantum theory. In this project we address mathematical problems originating from quantum information theory, and we aim at answering questions like the optimal compressibility of the information stored in quantum systems, or the theoretical limits of the efficiency of the information transmission via communication channels described by quantum mechanics.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Számos új eredményt értünk el a kvantum-információelmélet területén, többek közt: - Gauge-invariáns fermionikus állapotokat használva megmutattuk, hogy a független azonos eloszlású esettől eltérően a korrelált állapotok megkülönböztetésében elérhető a minta méretében szuper-exponenciális csökkenése a hibavalószínűségeknek. - Megmutattuk, hogy a klasszikus esettel szemben a kompozit kvantum állapotmegkülönböztetés direkt exponenseire általában szigorú felső korlátot ad a két hipotézist leíró halmazokba eső állapotok legrosszabb páronkénti hibaexponense. - Meghatároztuk két végtelendimenziós kvantum állapot aszimptotikus megkülönböztetési exponensét, valamint ugyanezt általánosabban nukleáris C*-algebrák állapotpárjaira. - Új megkülönböztethetőségi mértékeit konstruáltuk kvantum állapotoknak (relatív entrópiákat és Rényi-divergenciákat), amelyek kedvező matematikai tulajdonságokkal bírnak, mint a kvantum operációk alatti monotonitás és az additivitás. Új mértékeit konstruáltuk a többkomponensű összefonódottságnak. - Az algebrai bonyolultságelméletből származó eszközökkel meghatároztuk többkomponensű összefonódott állapotok egymásba képezhetőségének optimális rátáját, illetve a hibaexponens és a ráta közöti összefüggést munkával segített Gibbs-állapot őrző leképezésekre a kvantum termodinamikában.
Results in English
We have obtained new results in quantum information theory, in particular: - We have used gauge-invariant fermionic states to show that, unlike in the i.i.d. case, a super-exponential decrease of error probabilities in the sample size is attainable for the discrimination of correlated quantum states. - We have shown that in the case of binary composite quantum state discrimination, the optimal error exponents are generally strictly bounded from above by the optimal pairwise exponents of discriminating single elements of the sets describing the two hypotheses, in contrast with the classical case. - We have determined the strong converse exponent of the asymptotic discrimination of two infinite-dimensional quantum states, and, more generally, of two states of nuclear C*-algebras. - We have constructed new distinguishability measures of quantum states (relative entropies and Rényi divergences) with good mathematical properties, like monotonicity under data processing and additivity. We have also constructed new measures to quantify multi-partite entanglement. - We have applied techniques from algebraic complexity theory to finding optimal rates of multi-party entanglement conversion, and to giving the trade-off between the error exponent and the rate for work-assisted Gibbs-preserving operations in quantum thermodynamics.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=124152
Decision
Yes





 

List of publications

  
D. Virosztek: Characterizations of centrality by local convexity of certain functions on C^* - algebras, In: A. Böttcher, D. Potts, P. Stollmann, D. Wenzel (eds), The Diversity and Beauty of Applied Operator Theory. Operator Theory: Advances and Applications, vol 268. 487-, 2018
D. Virosztek: Jointly convex quantum Jensen divergences, Linear Algebra Appl. 576, pp. 67-78, 2019, 2018
P. Vrana, M. Christandl: Distillation of Greenberger-Horne-Zeilinger states by combinatorial methods, IEEE Transactions on information theory 65, 5945-5958, 2019
Asger Kjærulff Jensen, Péter Vrana: The asymptotic spectrum of LOCC transformations, IEEE Transactions on Information theory, 2019, 2019
Róbert Juhász, Johannes M. Oberreuter, Zoltán Zimborás: Entanglement Entropy of Disordered Quantum Wire Junctions, Journal of Statistical Mechanics, 123106, 2018
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek:: On isometric embeddings of Wasserstein spaces --- the discrete case, J. Math. Anal. Appl. 480, 123435, 2019
J. Pitrik, D. Virosztek: Quantum Hellinger distances revisited, https://arxiv.org/abs/1903.10455, 2019
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: Isometric study of Wasserstein spaces --- the real line, submitted, 2019
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: Dirac masses and isometric rigidity, RIMS Kokyuroku (Kyoto Univ.), to appear, 2019
Norbert Barankai, Zoltán Zimborás: Generalized quantum Zeno dynamics and ergodic means, arXiv:1811.02509, 2018
Balázs E. Szigeti, Gábor Homa, Zoltán Zimborás, Norbert Barankai: Short time behavior of continuous time quantum walks on graphs, arXiv:1905.03914, 2019
Filiberto Ares, José G Esteve, Fernando Falceto, Zoltán Zimborás: Sublogarithmic behaviour of the entanglement entropy in fermionic chains, Journal of Statistical Mechanics, to appear, 2019
Péter Vrana, Máté Farkas: Homological codes and abelian anyons, Reviews in Mathematical Physics Vol. 31, No. 10, 1950038, 2019
Matthias Christandl, Angelo Lucia, Péter Vrana, Albert H Werner: Tensor network representations from the geometry of entangled states, arXiv:1809.08185, 2018
Matthias Christandl, Péter Vrana, Jeroen Zuiddam: Barriers for fast matrix multiplication from irreversibility, arXiv:1812.06952, 2018
Péter Vrana: Probabilistic refinement of the asymptotic spectrum of graphs, arXiv:1903.01857, 2019
Srinivasan Arunachalam, Péter Vrana, Jeroen Zuiddam: The asymptotic induced matching number of hypergraphs: balanced binary strings, arXiv:1905.03148, 2019
Attila Lovas, Attila Andai: On the notation of quantum copulas, arXiv:1902.08460, 2019
Milán Mosonyi, Tomohiro Ogawa: Divergence radii and the strong converse exponent of classical-quantum channel coding with constant compositions, arXiv:1811.10599, 2018
J. Pitrik, D. Virosztek: Quantum Hellinger distances revisited, Lett. Math. Phys. 110, 2039–2052, 2020
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: Isometric study of Wasserstein spaces --- the real line, Trans. Amer. Math. Soc. 373, 5855–5883, 2020
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: Dirac masses and isometric rigidity, RIMS Kokyuroku, 2125, 34-41, 2019
Balázs E. Szigeti, Gábor Homa, Zoltán Zimborás, Norbert Barankai: Short time behavior of continuous time quantum walks on graphs, Physical Review A, 100, 062320, 2019, 2019
Srinivasan Arunachalam, Péter Vrana, Jeroen Zuiddam: The asymptotic induced matching number of hypergraphs: balanced binary strings, The Electronic Journal of Combinatorics 27 P3.12, 2020
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: Isometric study of Wasserstein spaces — Hilbert spaces, manuscript, submitted, 2020
J. Pitrik, D. Virosztek: A divergence center interpretation of general symmetric Kubo-Ando means, and related weighted multivariate operator means, Linear Algebra Appl. 609, 203–217, 2021
D. Virosztek: The metric property of the quantum Jensen-Shannon divergence, Under minor revision in Adv. Math., 2019
G Roósz, Z Zimborás, R Juhász: Entanglement scaling in fermion chains with a localization-delocalization transition and inhomogeneous modulations, Physical Review B 102, 064204, 2020
FB Maciejewski, Z Zimborás, M Oszmaniec: Mitigation of readout noise in near-term quantum devices by classical post-processing based on detector tomography, Quantum 4, 257, 2020
A Berezutskii, M Beketov, D Yudin, Z Zimborás, JD Biamonte: Probing criticality in quantum spin chains with neural networks, Journal of Physics: Complexity 1, 03LT01, 2020
MES Morales, JD Biamonte, Z Zimborás: On the universality of the quantum approximate optimization algorithm, Quantum Information Processing 19, 1-26, 2020
D Jakab, Z Zimborás: Quantum phases of collective SU (3) spin systems with bipartite symmetry, arXiv:2001.08310, 2020
Zimborás Z, Farrelly T, Farkas S, Masanes L: Does causal dynamics imply local interactions?, arXiv:2006.10707, 2020
S Szalay, Z Zimborás, M Máté, G Barcza, C Schilling, Ö Legeza: Fermionic systems for quantum information people, arXiv:2006.03087, 2020
Zs. Szilágyi, S. Nietert and M. Weiner: Rigidity and a common framework for mutually unbiased bases and k-nets, Journal of Combinatorial Designs, accepted, 2020
Péter Vrana: A generalization of Strassen’s spectral theorem, arXiv:2003.14176, 2020
Christopher Perry, Péter Vrana, Albert H. Werner: The semiring of dichotomies and asymptotic relative submajorization, arXiv:2004.10587, 2020
Alonso Botero, Matthias Christandl, Péter Vrana: Large deviation principle for moment map estimation, arXiv:2004.14504, 2020
Gergely Bunth, Péter Vrana: Asymptotic relative submajorization of multiple-state boxes, arXiv:2007.11258, 2020
Péter Vrana: A family of multipartite entanglement measures, arXiv:2008.11108, 2020
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: Isometric study of Wasserstein spaces --- the real line, Trans. Amer. Math. Soc. 373, 5855–5883, 2020
Matthias Christandl, Angelo Lucia, Péter Vrana, Albert H Werner: Tensor network representations from the geometry of entangled states, SciPost Phys., 9(3):42, 2020
Matthias Christandl, Péter Vrana, Jeroen Zuiddam: Barriers for fast matrix multiplication from irreversibility, Leibniz International Proceedings in Informatics (LIPIcs), 137(26):1–17, 2019
Péter Vrana: Probabilistic refinement of the asymptotic spectrum of graphs, Combinatorica, 2021
Attila Lovas, Attila Andai: On the notion of quantum copulas, arXiv:1902.08460, 2019
Milán Mosonyi, Tomohiro Ogawa: Divergence radii and the strong converse exponent of classical-quantum channel coding with constant compositions, IEEE Transactions on Information Theory, 67(3):1668-1698, 2021
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: The isometry group of Wasserstein spaces: the Hilbertian case, arXiv:2102.02037, 2021
D. Virosztek: The metric property of the quantum Jensen-Shannon divergence, Adv. Math. 380 (2021), 107595., 2021
D Jakab, Z Zimborás: Quantum phases of collective SU (3) spin systems with bipartite symmetry, Phys. Rev. B 103, 214448, 2021
S Szalay, Z Zimborás, M Máté, G Barcza, C Schilling, Ö Legeza: Fermionic systems for quantum information people, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, 2021
Péter Vrana: A Generalization of Strassen’s Theorem on Preordered Semirings, Order, 2021
Christopher Perry, Péter Vrana, Albert H. Werner: The semiring of dichotomies and asymptotic relative submajorization, IEEE Transactions on Information Theory, to appear, 2021
Alonso Botero, Matthias Christandl, Péter Vrana: Large deviation principle for moment map estimation, Electronic J. Probab., 26:1-23, 2021
Gergely Bunth, Péter Vrana: Asymptotic relative submajorization of multiple-state boxes, Letters in Mathematical Physics, 111(4), 2021
Péter Vrana: Asymptotic continuity of additive entanglement measures, arXiv:2107.08537, 2021
Gergely Bunth, Péter Vrana: Equivariant relative submajorization, arXiv:2108.13217, 2021
P.E. Frenkel: Classical simulations of communication channels, arXiv:2101.10985, 2021
P.E. Frenkel, M. Weiner: On entanglement assistance to a noiseless classical channel, larXiv:2103.08567, 2021
Milán Mosonyi: The strong converse exponent of discriminating infinite-dimensional quantum states, arXiv:2107.08036, 2021
Milán Mosonyi, Mihály Weiner, Zsombor Szilágyi: On the error exponents of binary quantum state discrimination with composite hypotheses, arXiv:2011.04645, 2020
Filip B Maciejewski, Flavio Baccari, Zoltán Zimborás, Michał Oszmaniec: Modeling and mitigation of cross-talk effects in readout noise with applications to the Quantum Approximate Optimization Algorithm, Quantum, 5:464, 2021
A. Glos, A. Krawiec, Z. Zimborás: Space-efficient binary optimization for variational computing, arXiv:2009.07309, 2020
M. Oszmaniec, N. Dangniam, M.E. Morales, Z. Zimborás: Fermion Sampling: a robust quantum computational advantage scheme using fermionic linear optics and magic input states, arXiv:2012.15825, 2020
B Maciejewski, F. Baccari, Z. Zimborás: Modeling and mitigation of cross-talk effects in readout noise with applications to the Quantum Approximate Optimization Algorithm, Quantum, 5:464, 2021
L. Botelho, A. Glos, A. Kundu, J.A. Miszczak, Ö. Salehi, Z. Zimborás: Error mitigation for variational quantum algorithms through mid-circuit measurements, arXiv:2108.10927, 2021
D. Nagy, Z. Tabi, P. Hága, Z. Kallus, Z. Zimborás: Photonic Quantum Policy Learning in OpenAI Gym, arXiv:2108.12926, 2021
Á. Kaposi, Z. Kolarovszki, T. Kozsik, Z. Zimborás, P. Rakyta: Polynomial speedup in Torontonian calculation by a scalable recursive algorithm, arXiv:2109.04528, 2021
P. Rakyta, Z. Zimborás: Approaching the theoretical limit in quantum gate decomposition, arXiv:2109.06770, 2021
P. Vrana, M. Christandl: Distillation of Greenberger-Horne-Zeilinger states by combinatorial methods, IEEE Transactions on Information Theory 65, 5945-5958, 2019
Asger Kjærulff Jensen, Péter Vrana: The asymptotic spectrum of LOCC transformations, IEEE Transactions on Information theory, vol. 66, no. 1, pp. 155-166, 2019
M. Matolcsi, M. Weiner: Character tables and the problem of existence of finite projective planes, Journal of Combinatorial Designs 26(11):540-546, 2018
Balázs E. Szigeti, Gábor Homa, Zoltán Zimborás, Norbert Barankai: Short time behavior of continuous time quantum walks on graphs, Physical Review A, 100, 062320, 2019
Filiberto Ares, José G Esteve, Fernando Falceto, Zoltán Zimborás: Sublogarithmic behaviour of the entanglement entropy in fermionic chains, Journal of Statistical Mechanics, 093105, 2019
Péter Vrana: Probabilistic refinement of the asymptotic spectrum of graphs, Combinatorica vol. 41, pp. 873–904, 2021
G. P. Geher, T. Titkos, D. Virosztek: The isometry group of Wasserstein spaces: the Hilbertian case, Journal of the London Mathematical Society, 2022
Zimborás Z, Farrelly T, Farkas S, Masanes L: Does causal dynamics imply local interactions?, Quantum 6, 748 (2022), 2022
S Szalay, Z Zimborás, M Máté, G Barcza, C Schilling, Ö Legeza: Fermionic systems for quantum information people, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical, vol. 54, no. 39, 393001, 2021
Zs. Szilágyi, S. Nietert and M. Weiner: Rigidity and a common framework for mutually unbiased bases and k-nets, Journal of Combinatorial Designs, Volume 28, Issue 12 , Pages 869-892, 2020
Péter Vrana: A Generalization of Strassen’s Theorem on Preordered Semirings, Order, vol. 39, pp. 209–228, 2022
Christopher Perry, Péter Vrana, Albert H. Werner: The semiring of dichotomies and asymptotic relative submajorization, IEEE Transactions on Information Theory 68(1):311–321, 2022
Gergely Bunth, Péter Vrana: Asymptotic relative submajorization of multiple-state boxes, Letters in Mathematical Physics, 111(4), 2021
Péter Vrana: A family of multipartite entanglement measures, arXiv:2008.11108, 2020
Péter Vrana: Asymptotic continuity of additive entanglement measures, IEEE Transactions on Information Theory, vol. 68, no. 5, pp. 3208-3217, 2022
Gergely Bunth, Péter Vrana: Equivariant relative submajorization, IEEE Transactions on Information Theory, to appear, 2022
P.E. Frenkel: Classical simulations of communication channels, Quantum 6, 751, (2022), 2022
P.E. Frenkel, M. Weiner: On entanglement assistance to a noiseless classical channel, Quantum, 6:662, 2022
Milán Mosonyi, Mihály Weiner, Zsombor Szilágyi: On the error exponents of binary quantum state discrimination with composite hypotheses, IEEE Transactions on Information Theory, 68(2):1032-1067, 2022
A. Glos, A. Krawiec, Z. Zimborás: Space-efficient binary optimization for variational computing, npj Quantum Information, 8(1):1–8, 2022
M. Oszmaniec, N. Dangniam, M.E. Morales, Z. Zimborás: Fermion Sampling: a robust quantum computational advantage scheme using fermionic linear optics and magic input states, PRX Quantum, 3(2):020328, 2022
L. Botelho, A. Glos, A. Kundu, J.A. Miszczak, Ö. Salehi, Z. Zimborás: Error mitigation for variational quantum algorithms through mid-circuit measurements, Physical Review A, 105(2):022441, 2022
D. Nagy, Z. Tabi, P. Hága, Z. Kallus, Z. Zimborás: Photonic Quantum Policy Learning in OpenAI Gym, 2021 IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE), pp. 123-129, 2021
P. Rakyta, Z. Zimborás: Approaching the theoretical limit in quantum gate decomposition, Quantum, 6:710, 2022
Attila Lovas, Attila Andai: Volume of the space of qubit-qubit channels and state transformations under random quantum channels, Reviews in Mathematical Physics, Vol. 30, No. 10, 1850019, 2018
Fumio Hiai, Milán Mosonyi: Quantum Rényi divergences and the strong converse exponent of state discrimination in operator algebras, arXiv:2110.07320, 2021
Máté Matolcsi, Mihály Weiner: A rigidity property of complete systems of mutually unbiased bases, Open Systems & Information Dynamics, 28:2150012, 2021
Milán Mosonyi, Fumio Hiai: Test-measured Rényi divergences, IEEE Transactions on Information Theory, 2022
György Pál Gehér, Tamás Titkos, Dániel Virosztek: Isometric rigidity of Wasserstein tori and spheres, arXiv:2203.04054, 2022
Gergely Bunth, Gábor Maróti, Milán Mosonyi, Zoltán Zimborás: Super-exponential distinguishability of correlated quantum states, arXiv:2203.16511, 2022
György Pál Gehér, Tamás Titkos, József Pitrik, Dániel Virosztek: Quantum Wasserstein isometries on the qubit state space, arXiv:2204.14134, 2022
Tamás Tasnádi, Péter Vrana: Asymptotic equipartition property for a Markov source having ambiguous alphabet, arXiv:2207.13789, 2022
Péter Vrana: Noncommutative extensions of parameters in the asymptotic spectrum of graphs, arXiv:2207.10483, 2022
Milán Mosonyi, Gergely Bunth, Péter Vrana: Geometric relative entropies and barycentric Rényi divergences, arXiv:2207.14282, 2022
Dávid Jakab, Adrián Solymos, Zoltán Zimborás: Extendibility of Werner States, arXiv:2208.13743, 2022
Péter E. Frenkel: Integral formula for quantum relative entropy implies data processing inequality, arXiv:2208.12194, 2022
Dávid Bugár, Péter Vrana: Interpolating between Rényi entanglement entropies for arbitrary bipartitions via operator geometric means, arXiv:2208.14438, 2022
József Pitrik, Géza Tóth: Quantum Wasserstein distance based on an optimization over separable states, arXiv:2209.09925, 2022
Milán Mosonyi: Some continuity properties of quantum Rényi divergences, arXiv:2209.00646, 2022
György Pál Gehér, Tamás Titkos, Dániel Virosztek: On isometries of Wasserstein spaces, RIMS Kôkyûroku Bessatsu, to appear, 2022
D. Virosztek: Characterizations of centrality by local convexity of certain functions on C^* - algebras, In: A. Böttcher, D. Potts, P. Stollmann, D. Wenzel (eds), The Diversity and Beauty of Applied Operator Theory. Operator Theory: Advances and Applications, vol 268. pp. 48, 2018
D. Virosztek: Jointly convex quantum Jensen divergences, Linear Algebra Appl., 2018
D. Virosztek: Maps on probability measures preserving certain distances — a survey and some new results, Acta Sci. Math. (Szeged) 84:1-2, pp. 65-80, 2018
P. Vrana, M. Christandl: Distillation of Greenberger-Horne-Zeilinger states by combinatorial methods, arXiv:1805.09096, 2018
Asger Kjærulff Jensen, Péter Vrana: The asymptotic spectrum of LOCC transformations, arXiv:1807.05130, 2018
M. Matolcsi, M. Weiner: Finite projective planes and the Delsarte LP-bound, Analysis Mathematica 44, pp. 89-98, 2018
M. Matolcsi, M. Weiner: Character tables and the problem of existence of finite projective planes, Journal of Combinatorial Designs, 2018
Christian Krumnow, Zoltán Zimborás, Jens Eisert: A fermionic de Finetti theorem, J. Math. Phys. 58, 122204, 2017
Michał Oszmaniec , Zoltán Zimborás: Universal extensions of restricted classes of quantum operations, Phys. Rev. Lett. 119, 220502, 2017
Iagoba Apellaniz, Inigo Urizar-Lanz, Zoltán Zimborás, Philipp Hyllus, Géza Tóth: Precision bounds for gradient magnetometry with atomic ensembles, Phys. Rev. A 97, 053603, 2018
Jens Eisert, Viktor Eisler, Zoltán Zimborás,: Entanglement negativity bounds for fermionic Gaussian states, Phys. Rev. B 97, 165123, 2018
Dávid Jakab, Gergely Szirmai, and Zoltán Zimborás: The bilinear-biquadratic model on the complete graph, J. Phys. A: Math. Theor. 51, 105201, 2018
Cédric Bény, Zoltán Zimborás, Fernando Pastawski: Approximate recovery with locality and symmetry constraints, arXiv:1806.10324, 2018
Róbert Juhász, Johannes M. Oberreuter, Zoltán Zimborás: Entanglement Entropy of Disordered Quantum Wire Junctions, arXiv:1808.02576, 2018




 

Events of the project

  
2018-09-18 15:23:58
Résztvevők változása



Back »