迈向量子信道判别与量子通信的最终极限

可区分性对信息论至关重要，并自然扩展到量子系统。虽然量子态判别已被充分理解，但由于信道的动态特性及判别策略的多样性，量子信道判别仍具挑战性。本工作增进了对量子信道判别及其基本极限的理解。我们为量子散度开发了新的工具，包括量子假设检验相对熵的更紧界以及信道散度的可加性结果。我们建立了无记忆信道判别的量子 Stein 引理，并将强逆性质与渐近等分性质及散度的连续性相联系。值得注意的是，我们证明了在相干与顺序策略下指数强逆性质的等价性。我们进一步探索了操作机制、判别策略与信道散度之间的相互作用，推导了多种设置下的指数，并有助于建立信道判别的统一框架。最后，我们将量子通信任务重新表述为判别问题，揭示了信道容量、信道判别与信道散度数学结构之间的深层联系。这些结果桥接了量子信息论的两个核心领域，并为未来探索提供了新见解。