量子信道的通信值
量子物理
2023-03-01 v1
摘要
量化量子信道的通信能力有多种方式。本文研究信道的通信值(cv)，其描述了通过信道传输随机选取的经典消息的最优成功概率。cv还可对偶解释为使用非信令资源进行零误差信道模拟的经典通信代价。我们首先将cv刻画为可分离算子锥上的广义条件极小熵。此外，信道cv的对数被证明等价于其最大Holevo信息，并可进一步与信道容量相关联。我们对所有量子比特信道及Werner-Holevo信道族精确计算了cv。虽然所有经典信道在张量积下具有乘性，但一般来说量子信道不再如此。我们给出了一族三能级信道，其cv非乘性。另一方面，我们证明任意一对量子比特信道并行使用时具有乘性cv。更强地，所有纠缠破缺信道与部分去极化信道与任意信道并行使用时均被证明具有乘性cv。接着我们转向纠缠辅助cv，并证明它等价于信道Choi矩阵的条件极小熵。本工作的最后一部分研究了信道cv到其他锥（如具有正部分转置(PPT)的算子集合）的松弛。对Werner-Holevo信道族与去相干泄漏(dephrasure)信道族等知名信道，解析与数值研究了PPT cv。
引用
@article{arxiv.2109.11144,
title = {The Communication Value of a Quantum Channel},
author = {Eric Chitambar and Ian George and Brian Doolittle and Marius Junge},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11144},
year = {2023}
}