量子信道的热力学信号标准
量子物理
2026-01-07 v2
摘要
信号量子信道是量子通信的基本要素，能够实现输入态到输出态的信息传递。相比之下，热化过程会消除关于初始态的信息。这引出一个关键问题：量子信道的热化倾向如何限制其信号能力，反之亦然？本文通过考察与量子信道相关的三项热力学任务来回答此问题：即时性、保真性与传递性。我们给出衡量信道即时性生成与保真性的忠实度量标准，并证明其差 quantifies 即时性传递。分析这些热力学任务，我们发现量子信道的信号能力上界由其即时性保真性限制，下界由其即时性传递限制，从而在量子通信中建立了信号能力与信道热力学性质之间的根本关系。我们以量子开关为例，揭示其可实现的量子信道之间存在信号能力与即时性之间的明确权衡。
引用
@article{arxiv.2506.20428,
title = {Thermodynamic criteria for signaling in quantum channels},
author = {Yutong Luo and Simon Milz and Felix C. Binder},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20428},
year = {2026}
}
备注
33 pages, 10 figures