评估所有相位不敏感高斯玻色信道下量子中继器的性能
量子物理
2016-06-27 v2
摘要
实验量子通信中最受追捧的目标之一是量子中继器的实现。量子中继器的性能可以通过将所获得的速率与在无限经典双向通信辅助下的直接传输的量子容量和私有容量进行比较来评估。然而，这些量难以计算，这促使人们寻找上界。Takeoka、Guha和Wilde发现量子信道的压扁纠缠(squashed entanglement)是这两种容量的上界。一般来说，仍然难以找到量子信道的压扁纠缠的精确值，但巧妙的次优压扁信道允许人们对这个量以及相应的容量给出上界。在此，我们利用这一思想来获得任意相位不敏感高斯玻色信道的界限。该界限允许人们对用于建模跨光纤通信的一大类信道下的量子中继器实现进行基准测试。特别是，我们的界限适用于输入平均光子数受限的现实场景。此外，我们展示了信道的压扁纠缠在信道集合上是凸的，并且我们利用量子信道的压扁纠缠与其纠缠辅助经典容量之间的联系。基于这一联系，我们获得了维擦除信道的精确压扁纠缠和双向辅助容量，以及振幅阻尼信道和所有量子比特泡利信道的上界。特别是，我们的界限改进了先前已知的去极化信道的最佳压扁纠缠上界。
引用
@article{arxiv.1511.08710,
title = {Assessing the performance of quantum repeaters for all phase-insensitive Gaussian bosonic channels},
author = {Kenneth Goodenough and David Elkouss and Stephanie Wehner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.08710},
year = {2016}
}
备注
Added finite-section and plots on finite-energy bounds, with corresponding proof in appendix. Added new bound on the amplitude-damping channel