Universality of EPR Pairs in Entanglement-Assisted Communication Complexity, and the Communication Cost of State Conversion
Notice bibliographique
Résumé
Entanglement assistance is known to reduce the quantum communication complexity of evaluating functions with distributed inputs. But does the type of entanglement matter, or are EPR pairs always sufficient? This is a natural question because in several other settings maximally entangled states are known to be less useful as a resource than some partially entangled state. These include non-local games, tasks with quantum communication between players and referee, and simulating bipartite unitaries or communication channels. By contrast, we prove that the bounded-error entanglement-assisted quantum communication complexity of a function cannot be improved by more than a constant factor by replacing maximally entangled states with arbitrary entangled states. In particular, we show that every quantum communication protocol using $Q$ qubits of communication and arbitrary shared entanglement can be $ε$-approximated by a protocol using $O(Q/ε+\log(1/ε)/ε)$ qubits of communication and only EPR pairs as shared entanglement. Our second result concerns an old question in quantum information theory: How much quantum communication is required to approximately convert one pure bipartite entangled state into another? We show that the communication cost of converting between two bipartite quantum states is upper bounded, up to a constant multiplicative factor, by a natural and efficiently computable quantity which we call the $\ell_{\infty}$-Earth Mover's Distance (EMD) between those two states. Furthermore, we prove a complementary lower bound on the cost of state conversion by the $ε$-smoothed $\ell_{\infty}$-EMD, which is a natural smoothing of the $\ell_{\infty}$-EMD that we will define via a connection with optimal transport theory.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,040 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,009 |
| Communication savante | 0,004 | 0,017 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,006 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,008 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».