Two-way quantum communication with generalization of superdense coding

Un metodo per facilitare la comunicazione bidirezionale su un canale quantistico. Tale comunicazione richiede che due utenti che desiderano comunicare debbano coordinare chi trasmette, se il collegamento si basa su tecnologie quantistiche si utilizzano fenomeni quantistici come stati ed entangleme

Titolo brevetto Two-way quantum communication with generalization of superdense coding
Area Industria, Digitale e Sicurezza
Titolarità Aalborg University, ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA' DI BOLOGNA
Inventori Lorenzo Valentini
Ambito territoriale di tutela DANIMARCA
Stato Disponibile per accordi di sviluppo, opzione, licenza e altri accordi di valorizzazione
Keywords Comunicazioni quantistiche, coppie entangled, comunicazione bi-direzionale, codifica superdensa, protocollo di comunicazione
Depositato il 05 settembre 2023

In teoria quantistica dell’informazione, un metodo ben noto è la codifica superdensa. Il vantaggio principale di tale codifica è che la trasmissione di un singolo qubit può essere utilizzata per comunicare due bit classici. Questo, tuttavia, si basa sull’assunzione che i due utenti abbiano una coppia pre-condivisa di qubit entangled. Questo significa che in un momento precedente hanno generato e distribuito tale coppia entangled, che essenzialmente richiede la trasmissione di un qubit. In questo modo, la codifica superdensa richiede la trasmissione di due qubit per trasmettere due bit classici se si tiene conto della distribuzione dell'entanglement.

Questo metodo integra la distribuzione dell'entanglement nel protocollo di comunicazione stesso, il che significa che questo passaggio contribuisce anche al traffico dati. Due utenti comunicano i bit inviando i qubit di una coppia EPR attraverso un canale quantistico, in un'impostazione a slot temporali. Questa trasmissione quantistica si verifica ogni volta che appare un "1" come bit di informazione da trasmettere. Quando deve essere trasmesso l'ultimo qubit della coppia, su tale qubit vengono codificati due bit di informazioni extra. Questa incremento finale di bit di informazione fornisce un miglioramento rispetto allo schema classico.

  • Il protocollo di comunicazione proposto offre un aumento del traffico dati fino al 50%, dove l'aumento effettivo dipende dalla tecnologia quantistica disponibile nelle reti di comunicazione.
  • Primo passo per costruire le fondamenta di una rete di comunicazione quantistica.