某些量子信道的信息承载容量

在本论文中，我们分析了对于某些携带经典信息的量子信道，实现其容量的状态和系综的类型。我们首先关注特定量子信道的乘积态容量，即通过将源输出的状态编码为码字(由非纠缠态系综中的状态组成)并通过量子信道的副本发送来实现的容量。利用Holevo以及Schumacher和Westmoreland独立证明的“单字母”公式，我们得到了量子比特振幅阻尼信道的乘积态容量，该容量由单个实变量的超越方程决定，并可数值求解。我们证明，该信道的乘积态容量可以通过使用最小非正交纯态系综来实现。接下来，我们考虑两个有记忆量子信道的经典容量，即具有量子退极化信道分支的周期信道和量子信道的凸组合。我们证明，上述每个经典记忆信道的经典容量实际上等于相应的乘积态容量。对于这些信道，这意味着无需使用纠缠输入态即可实现经典容量。然后，我们介绍了无记忆量子信道的信道编码定理，并提供了Winter对该定理强逆的已知证明。最后，我们考虑了周期量子信道信道编码定理的强逆。