热噪声与加性噪声玻色子信道经典通信的强逆界速率

我们证明了热噪声与加性噪声玻色子信道经典容量的若干已知上界实际上是强逆界速率。我们的结果强化了对这些上界的解释，即现在我们知晓，若通信速率超过这些上界，在多次信道使用的极限下，正确解码经典消息的概率将迅速收敛至零。为使这些定理成立，我们需要对输入信道的态施加最大光子数约束（若仅存在平均光子数约束，强逆性质未必成立）。我们的第一个定理证明，Koenig 和 Smith 关于热玻色子信道经典容量的上界是一个强逆界速率，我们通过利用热信道分解为纯损耗信道后接放大器信道的结构分解来证明此结果。我们的第二个定理证明，Giovannetti 等人关于热玻色子信道经典容量的上界对应于一个强逆界速率，我们通过将成功概率与速率、输出空间的有效维度以及由 Rényi 碰撞熵度量的信道纯度联系起来证明此结果。最后，我们使用类似技术证明，加性噪声玻色子信道经典容量的类似已知上界也对应于强逆界速率。