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从量子比特到量子模态:任意统计规律的信道容量

介观与纳米尺度物理 2025-09-05 v1

摘要

量子统计规律与信息编码之间的相互作用是量子物理的基石。本文推导了受 Haldane 排斥统计规律约束的量子态的最大信息容量。该容量由其占据分布的最大 von Neumann 熵定义,公式为 Smax(g)=log2(1/g+1)S_{max}(g) = \log_2(\lfloor 1/g \rfloor + 1)。该结果在费米子 g=1g = 1 极限(单个量子比特)和玻色子 g0g \to 0 极限(连续变数量子模态)之间连续插值。对于 ν=1/3\nu = 1/3 的分数量子霍尔态 (g=1/3g = 1/3),我们预测其为 2 位容量,可通过量子点光谱中四个离散电导台阶的观测来表征,作为任意统计规律的直接特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.03546,
  title  = {From Qubits to Qumodes: Information Capacity of Anyonic Excitations},
  author = {Satish Prajapati},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.03546},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 8 figures