量子信道的纠缠代价

量子信道的纠缠代价是指在允许自由经典通信的情况下，模拟量子信道的多个副本所需的最小纠缠（发送方与接收方之间）速率。在本文中，我们展示了如何将该量表示为在发送方与接收方之间可生成的态上纠缠形成的正则化优化。我们的公式是量子态纠缠代价的著名公式（以纠缠形成表示）的信道类比；并且与最近被打破的可加性希望具有类似的关系。量子信道的纠缠代价可视为允许自由经典通信情况下量子反向香农定理的类比。我们结果的证明技术也受到量子反向香农定理近期证明的启发，并采用了量子信息论的一次性形式体系、量子信道的后选择技术以及Sion的极小极大定理。我们讨论了结果的两个应用。首先，我们能够将噪声存储模型中的安全性与通过对手的存储设备发送量子信息而非经典信息的问题联系起来。这不仅改善了可证明安全性的参数范围，还使我们能够证明之前未知结果的存储设备的安全性。其次，我们的结果对强逆量子容量的研究具有意义。在此，我们证明任何以大于信道纠缠代价的速率通过量子信道发送量子信息的编码方案，其保真度呈指数级小。