量子信道的纠缠辅助容量与反向香农定理

噪声量子信道的纠缠辅助经典容量是指在信道多次使用的极限下，每次信道使用可以发送的信息量，假设发送方和接收方可以访问共享量子纠缠的资源，该资源可能被通信协议耗尽。我们表明，该容量由一个与纯经典信道容量表达式平行的表达式给出：即，在信道输入 $\rho$ 上，信道输入的熵加上信道输出的熵减去它们的联合熵的最大值，后者定义为 $\rho$ 的纠缠纯化在信道中通过一半后的熵。我们计算了两个有趣的量子信道——量子比特振幅阻尼信道和具有放大/衰减及高斯噪声的玻色子信道——的纠缠辅助容量。我们讨论了需要多少个独立参数来完全表征一般量子信道的渐近行为，无论是单独还是存在先验纠缠等辅助资源的情况下。在纠缠辅助通信的经典类比——共享先验随机信息的双方之间通过离散无记忆信道（DMC）进行通信——中，我们表明一个参数就足够了，即，在存在先验共享随机信息的情况下，所有等容量的DMC都可以以单位渐近效率相互模拟。