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双重最小化 Petz 和 sandwiched Renyi 互信息:来自二进制量子态区分的运算解释

量子物理 2026-04-07 v3 信息论 math.IT

摘要

双重最小化 Petz Renyi 互信息(阶数 α\alpha)定义为给定双部量子态相对于所有乘积态的 Petz 散度(阶数 α\alpha)的最小值。双重最小化 sandwiched Renyi 互信息的定义类似,只是将 Petz 散度替换为 sandwiched 散度。在本文中,我们研究与相关性检测相关的二进制量子态区分问题。我们表明,相应的直接指数由阶数 α(1/2,1)\alpha\in (1/2,1) 的双重最小化 Petz Renyi 互信息决定,而强对偶指数由阶数 α(1,)\alpha\in (1,\infty) 的双重最小化 sandwiched Renyi 互信息决定。这为这些类型的 Renyi 互信息提供了运算解释,并将经典概率分布的先前结果推广到量子情境。为完整起见,我们还研究相应的中等偏差情形(上下阈值处),并确定 Stein 指数和二阶渐近结果。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.03213,
  title  = {Doubly minimized Petz and sandwiched Renyi mutual information: Operational interpretation from binary quantum state discrimination},
  author = {Laura Burri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.03213},
  year   = {2026}
}

备注

v3: 15+27 pages, 2 tables. Content reorganized and redistributed between two papers; see arXiv:2406.01699 for the companion paper