简单信道中量子容量的普适非加性
量子物理
2023-06-14 v2 信息论
math.IT
摘要
确定量子信道的容量是量子信息论中的基本问题。尽管已有严格编码定理量化量子信道的信息流，但由于超加性效应，人们对其容量知之甚少。研究这些现象对深化量子信息的理解十分重要，然而简单且干净的超加性信道实例十分稀缺。本文研究一类称为鸭嘴兽信道的信道族。其最简成员——一个 qutrit 信道——在与多种 qubit 信道联合使用时，显示出相干信息的超加性。高维家族成员则显示出与擦除信道在一起的量子容量超加性。在伴文 [IEEE Trans. Inf. Theory 69(6), pp. 3825-3849, 2023; arXiv:2202.08380] 中引入的“自旋对齐猜想”成立的前提下，我们关于量子容量超加性的结果可推广至低维信道及更大的参数范围。特别地，超加性发生在两个弱加性信道之间，而各自本身具有大容量，这与先前结果形成鲜明对比。值得注意的是，一种单一的新型传输策略在所有实例中均实现了超加性。我们的结果表明，超加性远比此前认为的普遍。它可发生在种类繁多的信道之间，即便两个参与信道均具有大的量子容量。
引用
@article{arxiv.2202.08377,
title = {Generic nonadditivity of quantum capacity in simple channels},
author = {Felix Leditzky and Debbie Leung and Vikesh Siddhu and Graeme Smith and John A. Smolin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.08377},
year = {2023}
}
备注
Comments: 25 pages, 9 figures. v2: matches published version. See also the companion paper arXiv:2202.08380