模块标题 量子信息理论 模块标题(英文) 量子信息理论 推荐用于:第 6 学期(理学士) 责任 量子场论和引力系主任 持续时间 1 学期 模块周期 每个夏季学期 教学方法 • 讲座“量子信息理论”(2 SWS)= 30 小时出勤时间和 45 小时独立学习 = 75 小时 • 练习“量子信息理论”(2 SWS)= 30 小时出勤时间和 45 小时独立学习 = 75 小时 工作量 5 CP = 150 个工作小时(工作量) 可用性理学士国际物理研究项目理学学士物理目标学生了解量子信息理论的概念基础及其基本方法。他们能够将知识运用到具体问题中。他们能够独立地阅读专业文献并扩展知识。内容 • 贝尔和 Tsirelson 定理 • 无克隆和无信号定理 • 纠缠和纠缠度量 • 量子信道及其容量 • 量子加密协议 • 量子电路和量子算法 • 退相干 • 量子纠错 • 拓扑量子计算 • 量子比特和量子计算机的物理实现
算法信息理论是将信息理论和概率思想应用于递归功能理论的框架。算法信息理论的主要概念之一是有限的二进制字符串s的程序大小复杂性(或kolmogorov复杂性)h(s),它定义为通用自我自我阐述的杜松疲劳的最短二进制程序的长度。根据定义,可以将h(s)视为单个有限二进制字符串s的信息内容。实际上,算法信息理论正是经典信息理论的形式特性(参见Chaitin [3])。程序大小复杂性的概念在表征有限或有限的二进制字符串的随机性方面起着至关重要的作用。在[3]中,Chaitin引入了停止概率ω,作为有限二进制字符串的随机示例。他的ω被定义为通用自我启动的图灵机U停止的概率,并且在算法 - MIC信息理论的当数学发展中起着核心作用。ω的基础两个膨胀的第一位解决方案,解决了一个不大于n的程序的停止问题。通过此属性,ω的基础两张扩展显示为有限的二进制字符串。在[7,8]中,我们通过
信息理论已成为一种越来越重要的研究领域,以更好地了解Quantum力学。值得注意的是,它涵盖了基础和应用观点,还提供了一种共同的技术语言来研究各种研究领域。非常明显,关键信息理论数量之一是由相对熵给出的,这量化了分开两个概率分布,甚至两个量子状态的困难。这样的数量依赖于诸如计量,量子热力学,量子通信和量子信息等领域的核心。鉴于应用的广泛性,希望了解该数量在量子过程中如何变化。通过考虑一般的统一通道,我们在输出和输入之间的广义相对熵(r´enyi和tsallis)上建立了一个结合。作为我们边界的应用,我们根据相对熵得出了一个量子速度限制的家族。讨论了这个家族与热力学,量子相干,不对称和单光信息理论之间的可能联系。
一种传统的大规模多输入多额外输出(MIMO)信息理论采用了非物理上一致的假设,包括白色噪声,标量,量准,远场,离散,单色EM领域,这不匹配基础电子磁场(EM)领域的底层电源层的物理系统的性质。将EM定律纳入设计过程的设计过程中,我们首先提出了EM物理层的新颖概念,其骨干理论称为EM信息理论(EIT)。在本文中,我们系统地研究了EIT的基本思想和主要结果。首先,我们回顾了经典信息理论和EM理论的基本分析工具。然后,我们介绍了EIT的建模和分析方法,包括持续现场建模,自由度和相互信息分析。讨论了几种EIT启发的应用程序,以说明EIT如何指导实用无线系统的设计。最后,我们指出了EIT的开放问题,在这里,EIT需要进一步的研究工作才能构建统一的跨学科理论。
摘要 - 隐私泄漏措施的研究一直是一项深入研究的主题,是了解计算机系统中隐私泄漏的重要方面。差异隐私已成为隐私社区中的焦点,但尚未完全理解其泄漏特征。在本文中,我们汇集了两个研究领域 - 信息理论和定量信息流(QIF)的G-欺骗框架 - 为当地微分隐私的Epsilon参数提供了操作解释。我们发现,在这两个框架中,Epsilon都是能力度量的;通过(log)lift,信息理论中的流行措施;并通过max-case g-leakage,我们介绍,以描述使用QIF框架下使用“最坏情况”假设建模的贝叶斯对手的任何系统的泄漏。我们的表征解决了伊普西隆的解释性的重要问题,并巩固了许多不同的结果,涵盖了信息理论和定量信息流的文献。索引条款 - 差异隐私,日志升级,信息泄漏,g-leakage,定量信息流量
IL 批判人与技术对象之间的关系,正如热力学和能量学中进步的概念所呈现的那样。求助于信息理论................................................................................................................. 135
- 信息理论中的超越 IID 11(德国图宾根大学),2023 年 7 月 31 日至 8 月 4 日 https://sites.google.com/view/beyondiid11/beyond-iid-11 - 信息理论与数据科学研讨会(新加坡),2023 年 1 月 16 日至 27 日 https://ims.nus.edu.sg/events/information-theory-and-data-science-workshop/ - FOCS'22 上的隐私保护机器学习 (PPML) 研讨会,2022 年 11 月 1 日 https://ppml-workshop.github.io/ - DICTA'22 上的指导演讲,2022 年 10 月 29 日 https://dictaconference.org/dicta2022/ - 学习理论联盟指导研讨会,ALT'22,2022 年 3 月 15 日 https://let-all.com/alt22.html - 2021 Croucher 信息理论暑期课程 (CSCIT),2021 年 8 月 23 日至 28 日 http://cscit.ie.cuhk.edu.hk/ - 稳健性和隐私会议,2021 年 3 月 22 日至 23 日 https://lecueguillaume.github.io/2021/02/17/conf_robust_privacy/ - Simons 研究所高维概率、几何和计算计划,2020 年 8 月 19 日至 12 月 18 日 https://simons.berkeley.edu/programs/hd20 - 推理问题:算法和下限,2020 年 8 月 31 日至 9 月 4 日 https://www.uni-frankfurt.de/84973818/Inference_problems__algorithms_and_ lower_bounds - 2019 年信息理论与应用 (ITA) 研讨会,2019 年 2 月 10 日至 15 日https://ita.ucsd.edu/ws/19/ - 2019 年局部算法研讨会 (WOLA),2019 年 7 月 20 日至 22 日 http://people.inf.ethz.ch/gmohsen/WOLA19/