量子信道经典容量的实验下界

我们展示了一种实验流程来认证噪声量子比特信道的经典容量。该方法利用固定的 bipartite 纠缠态，其中系统量子比特发送至信道输入，并在信道输出和 ancilla 量子比特上执行局部测量集合 $\sigma_{x}\otimes\sigma_{x}$、$\sigma_{y}\otimes\sigma_{y}$ 和 $\sigma_{z}\otimes\sigma_{z}$，从而无需借助完整的量子过程层析。随后通过重构条件概率集合、噪声去卷积以及相关互信息的经典优化来实现经典容量的见证。该方法为经典容量提供下界的性能在 Pauli 信道和振幅阻尼信道中通过双光子偏振纠缠态进行了测试。测得的信道下界与模拟数据高度一致，模拟数据同时考虑了输入态的实验纠缠保真度 $F=0.979\pm 0.011$ 以及系统性的实验不完善性。