d 级量子系统通过含关联噪声量子信道的传输

当信道连续使用时的噪声存在部分关联时，纠缠与纠缠辅助是有用的资源，可增强 Pauli 信道的互信息。本文中，我们研究 $d$ 维系统中的量子通信信道，并推导出在关联噪声下采用最大纠缠态与乘积态编码时量子信道的互信息。随后，我们比较了这些态之间的保真度。我们的结果表明，存在某个依赖于 Hilbert 空间维数 $(d)$ 和噪声信道性质的保真度记忆阈值。我们计算了一类特定关联噪声信道的经典容量，并表明为了达到 Holevo 极限，必须使用具有 $d$ 个自由度的 $d$ 个粒子。我们的结果表明，纠缠是增强互信息的有用手段。我们选取一特殊非最大纠缠态，并表明在准经典去极化信道与量子去极化信道中，高记忆信道中的最大经典容量由最大纠缠态给出。因此，我们的结果表明，对于各记忆程度下的高错误信道，最大纠缠态具有更好的互信息。