The intuition that the amount of classical correlations between two systems be bounded by their size does not hold true in general for quantum states. In the setting of information locking, measurements on a pair of quantum systems that appear to be completely uncorrelated can become maximally correlated with a small increment in the size of one of the systems. A new information locking scheme based on generic unitary channels is presented and a strengthened definition of locking based on a measure of indistinguishability is used. The new definition demonstrates that classical information can be kept arbitrarily low until it can be completely decoded. Unlike previous locking results, non-uniform input messages are allowed and shared entanglement between the pair of quantum systems is considered. Whereas past locking results relied on schemes with an explicit "key" register, this requirement is eliminated in favor of an arbitrary quantum subsystem. Furthermore, past results considered only projective measurements at the receiver. Here locking effects can be shown even in the case where the receiver is armed with the most general type of measurement. The locking effect is found to be generic and finds applications in entropic security and models for black hole evaporation. / L'intuition que le montant des corrélations classiques entre deux systèmes sont limités par leur taille est incorrect en général pour les états quantiques. En cas de verrouillage, des mesures sur une paire de systèmes quantiques qui semblent être totalement décorrélées peuvent devenir corrélées au maximum avec une minuscule augmentation de la taille d'un des systèmes. Une nouvelle forme de verrouillage utilisant des canaux unitaire génériques est introduite et la définition de verrouillage est renforcée a base d'une mesure d'indiscernabilité. La nouvelle définition montre que l'information classique peut être arbitrairement bas jusqu'à ce qu'elle puisse être complètement décodée. Aux contraire des résultats précédents, des messages non-uniforme et l'intrication entre la paire de systèmes sont considérés. Auparavant, il était nécessaire d'avoir un registre explicite pour une "clé", cette nécessité est supprimée en faveure d'un sous-système quantique arbitraire. De plus, les résultats précédent considéraient que les mesures projective mais nous démontrons des effets de verrouillage même dans le cas où le récepteur est armé avec les mesures les plus générales. Nous trouvons l'effet de verrouillage générique et montrons des applications pour la sécurité entropique et pour un modèl d'évaporation des trous noirs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.106400 |
| Date | January 2011 |
| Creators | Florjanczyk, Jan |
| Contributors | Patrick Hayden (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (School of Computer Science) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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