量子通信复杂性中的交互

使用量子态通信最引人注目的事实之一是，这些态所能传输的经典比特数不能超过所用量子比特数，然而存在用比经典可能少指数级量子比特来传递信息的方法。此外，这些方法具有非常简单的结构——它们涉及通信方之间很少的交互。我们更仔细地考察编码于量子态中的信息可被操纵的方式，并考虑是否每个经典协议都可转化为效率相近的“更简单”量子协议的问题。所谓更简单协议，是指使用更少消息交换的协议。我们证明对任意常数 k，存在一个问题，其 k+1 消息经典通信复杂性比其 k 消息量子通信复杂性指数级小，从而对上述问题给出否定回答。我们的结果建立在两个原语之上：双边态的局域转移（基于先前工作）以及平均编码，后者在其他应用中也可能具有重要意义。