Search
prof. dr hab. Paweł Horodecki
Employment
- Professor at Instytut Fizyki i Informatyki Stosowanej
Publications
Filters
total: 119
Catalog Publications
-
Direct measurement of nonlinear properties of bipartite quantum states
PublicationNieliniowe własności stanów kwantowych, takie jak entropia, splątania, określają ilość ważnych fizycznych źródeł i są często używane w informatyce kwantowej. Na ogół są one obliczane z pełnego opisu stanu kwantowego, pomimo tego, że zależą od niewielkiej ilości parametrów opisujących dany stan. Wyciągamy nielokalną i nieliniową wielkość, mianowicie entropię Renyi, z lokalnych pomiarów dwóch par fotonów splątanych polaryzacyjnie.
-
Entanglement-redistribution boxes
PublicationWe establish a framework to study the classical-communication properties of primitive local operations assisted by classical communication which realize various redistributions of entanglement, like, e.g., entanglement swapping. On the one hand, we analyze what local operations and how much classical communication are needed to perform them. On the other hand, we investigate whether and to what extent such primitives can help to...
-
Unconditional privacy over channels which cannot convey quantum information
PublicationQuantum cryptography enables one to verify that the state of the quantum system has not been tampered with and thus one can obtain privacy regardless of the power of the eavesdropper. All previous protocols relied on the ability to faithfully send quantum states or equivalently to share pure entanglement. Here we show this need not be the case-one can obtain verifiable privacy even through some channels which cannot be used to...
-
No-local-broadcasting theorem for multipartite quantum correlations
PublicationWe prove that the correlations present in a multipartite quantum state have an operational quantum character even if the state is unentangled, as long as it does not simply encode a multipartite classical probability distribution. Said quantumness is revealed by the new task of local broadcasting, i.e., of locally sharing preestablished correlations, which is feasible if and only if correlations are stricly classical. Our operational...
-
Entanglement-swapping boxes and their communication properties
PublicationWe pose the fundamental question of communication properties of primitives irrespectively of their implementation. To illustrate the idea we introduce the concept of entanglement-swapping boxes, i.e., we consider any quantum operations which perform entanglement swapping, not necessarily via simple quantum teleportation. We ask a question about the properties of such boxes, i.e., what local operations and how much classical communication...
-
Beyond the standard entropic inequalities: stronger scalar separability criteria and their applications
PublicationNiedawno pokazano, że jeżeli dwupodukładowy stan kwantowy spełnia strukturalne kryterium separowalności oparte na pewnym liniowym odwzorowaniu dodatnim (tzw. odwzorowanie redukcyjne) to musi także spełniać skalarne kryterium separowalności oparte na nierównościach entropijnych. Ponieważ nierówności te są obiecującymi z eksperymentalnego punktu widzenia detektorami splątania w układach kwantowych, interesującym wydaje się pytanie...
-
Universal observable detecting all two-qubit entanglement and determinant-based separability tests
PublicationW pracy zbadano możliwość konstrukcji uniwersalnej obserwabli, którejwartość średnia na pewnej ilości kopii danego stanu kwantowegorozstrzygałaby jednoznacznie i niezależnie od badanego stany czy jest on splątany. Pokazano, że w przypadku dwukubitowych stanów kwantowych konstrukcja takiej obserwabli jest możliwa oraz ilość kopii potrzebna do zmierzenia jej wartości średniej jest równa cztery. Ponadto, zbadano czy wartość średnia...
-
On quantum cryptography with bipartite bound entangled states
PublicationOstatnio pokazano bezpośrednie zastosowanie splątania związanego w kryptografii kwantowej. W niniejszym artykule dokonano przeglądu niektórych najnowszych osiągnięć dotyczących tego zagadnienia. W szczególności przypomniano istotne pojęcia i definicje. Ponadto podano nową konstrukcję stanów o splątaniu związanym, posiadających bezpieczne korelacje, dostarczając w ten sposób niskowymiarowe (6x6) stany o splątaniu związanym z niezerowym...
-
Bound entanglement maximally violating Bell inequalities: quantum entanglement is not fully equivalent to cryptographic security
PublicationW pracy pokazano, że czterokubitowy stan o splątaniu związanym może maksymalnie łamać prostą nierówność Bella podobną do standardowej nierówności CHSH. Prostota rozważanego układu oraz odporność splątania sprawiają, że łamanie to jest obiecujące dla współczesnej technologii eksperymentalnej. Z drugiej strony, splątanie tego stanu nie pozwala na destylację bezpiecznego klucza kryptograficznego, zatem ani splątanie, ani maksymalne...
-
Quantum states representing perfectly secure bits are always distillable
PublicationW pracy pokazano, że ostatnio wprowadzone stany kwantowe reprezentujące perfekcyjnie bezpieczny bit klucza kryptograficznegooraz ich wielocząstkowe i wielowymiarowe uogólnienia zawsze reprezentują destylowalne splątanie. Podano ograniczenia dolne na wielkość destylowalnego splątania. Ponadto podano alternatywny dowód faktu, że koszt splątania jest ograniczeniem górnym na wielkość destylowalnego klucza kryptograficznego w dwucząstkowym...
-
Are quantum correlations symmetric?
PublicationWe provide operational definition of symmetry of entanglement: An entangled state contains symmetric entanglement if its subsystems can be exchanged (swapped) by means of local operations and classical communication. We show that in general states have asymmetric entanglement. This allows to construct nonsymmetric measure of entanglement, and a parameter that reports asymmetry of entanglement contents of quantum state. We propose...
-
Quantum superadditivity in linear optics networks: Sending bits via multiple-access Gaussian channels
PublicationSuperadditivity effects of communication capacities are known in the case of discrete variable quantum channels. We describe the continuous variable analog of one of these effects in the framework of Gaussian multiple access channels (MACs). Classically, superadditivity-type effects are strongly restricted: For example, adding resources to one sender is never advantageous to other senders in sending their respective information...
-
Efficient bounds on quantum-communication rates via their reduced variants
PublicationWe investigate one-way communication scenarios where Bob operating on his component can transfer some subsystem to the environment. We define reduced versions of quantum-communication rates and, further, prove upper bounds on a one-way quantum secret key, distillable entanglement, and quantum-channel capacity by means of their reduced versions. It is shown that in some cases they drastically improve their estimation.
-
Nonadditivity of quantum and classical capacities for entanglement breaking multiple-access channels and the butterfly network
PublicationWe analyze quantum network primitives which are entanglement breaking. We show superadditivity of quantum and classical capacity regions for quantum multiple-access channels and the quantum butterfly network. Since the effects are especially visible at high noise they suggest that quantum information effects may be particularly helpful in the case of the networks with occasional high noise rates. The present effects provide a qualitative...
-
Sudden death of effective entanglement
PublicationSudden death of entanglement is a well-known effect resulting from the finite volume of separable states. We study the case when the observer has a limited measurement capability and analyze the effective entanglement (i.e., entanglement minimized over the output data). We show that in the well-defined system of two quantum dots monitored by single-electron transistors, one may observe a sudden death of effective entanglement when...
-
Multiacces quantum communication and product higher rank numerical range
PublicationIn the present paper we initiate the study of the product higher rank numerical range. The latter, being a variant of the higher rank numerical range, is a natural tool for study- ing a construction of quantum error correction codes for multiple access channels. We review properties of this set and relate it to other numerical ranges, which were recently introduced in the literature. Further, the concept is applied to the construction...
-
Quantum channel capacities: multiparty communication
PublicationAnalizowane są różne aspekty wieloużytkownikowej komunikacji kwantowymi kanałami bez pamięci. Uogólnione zostały pewne znane rezultaty dotyczące komunikacji kwantowej w układzie jeden nadawca -jeden odbiorca. W szczególności pokazana została bezużyteczność komunikacji klasycznej ''w przód'' w procesie transmisji informacji kwantowej oraz równoważność definicji regionów pojemności opartych na różnych miarach wierności transmisji:...
-
General construction of noiseless networks detecting entanglement with the help of linear maps
PublicationW pracy zaprezentowano ogólny schemat konstrukcji bezszumowych sieci pozwalających wykrywać splątanie przy pomocy odwzorowań liniowych. Pokazano jak zastosować metodę do detekcji splątania nieznanego stanu bez jego wcześniejszej rekonstrukcji. W szczególności pokazano, że zawsze istnieje bezszumowa sieć pozwalająca wykrywać splątanie przy użyciu dodatnich, ale nie kompletnie dodatnich odwzorowań. Zaprezentowano także uogólnienie...
-
12 [Chapter]. Bound entanglement
PublicationKwantowe splątanie jest jednym z podstawowych elementów kwantowej teorii informacji. Jak wiadomo niskowymiarowe (2otimes 2 i 2otimes 3) splątane stany kwantowe są zawsze destylowalne. W wyższych wymiarach jednak istnieją stany, które mimo, że są splątane nie pozwalają na destylację. Ten rodzaj splątania, nazywany związanym, jest często trudny do wykrycia i pozornie bezużyteczny. Jak pokazują jednak liczne badania splątanie związane...
-
Squashed entanglement for multipartite states and entanglement measures based on the mixed convex roof
PublicationNew measures of multipartite entanglement are constructedbased on two definitions of multipartite information anddifferent methods of optimizing over extensions of the states. Oneis a generalization of the squashed entanglement where one takesthe mutual information of parties conditioned on the state's extensionand takes the infimum over such extensions. Additivity ofthe multipartite squashed entanglement is proved for both versionsof...
seen 4096 times