量子数据压缩与一一编码的能量需求

通过在二次量子化下考察量子数据压缩，我们提出了一种用于高效生成和使用变长码的新模型。在此图像中，无损数据压缩可被视为忠实表示或传输量子态中所包含经典信息所需的“最小能量”。为了表示信息，我们在某些预定义模式（即频率）中产生量子，并制备于两种可能内态之一（承载信息的自由度）。数据压缩现在被视为这些量子的选择性湮灭，其能量被有效耗散到环境中。由于环境能量的任何增加都与任何信息丢失紧密关联并受制于 Landauer 擦除原理，我们利用该原理区分无损与有损方案，并给出我们无损压缩协议效率的界限。与 Boström 和 Felbinger 的工作一致，我们还表明在使用变长码时，鉴于量子力学结构，经典的前缀码或唯一可解码码概念是过强限制，一一映射已足够。在无此限制下，我们将经典的关于一一编码的结果平移到量子域，以推导量子信息压缩的新上界。最后我们给出一个实现我们方案的简单量子电路。