基于不可靠纠缠辅助的通信

纠缠资源可大幅提升传输速率。遗憾的是，纠缠是一种脆弱资源，会迅速因退相干效应而退化。为生成光通信所需的纠缠，发送方与接收方先在本地制备纠缠的自旋-光子对，随后发送方处的光子经光纤或自由空间发送至接收方。在无反馈情况下，发送方不知纠缠光子是否抵达接收方。本文引入一种不可靠纠缠辅助的新模型，其中无论是否存在纠缠辅助，通信系统均可运作。当发送方不知情时，接收方知晓纠缠生成是否成功。若失败，接收方解码较少信息。以此方式，有效传输速率根据辅助状态进行调整。我们推导了带不可靠纠缠辅助的经典与量子容量区的正则化公式，刻画了无辅助速率与可由纠缠辅助获得的额外速率之间的权衡。进一步确立：对于无噪量子比特信道，纠缠辅助与无辅助编码策略间的时分复用是最优的，但对有噪信道可能严格次优。