Classical capacity of the lossy bosonic channel: the exact solution
精确计算了有耗玻色子信道的经典容量。结果表明，它的Holevo信息不是超加性的，并且相干状态编码实现容量。作为一个例子，给出了远场，自由空间光通信的容量。
2004-01-15 quant-ph
Universal superposition codes: capacity regions of compound quantum broadcast channel with confidential messages
我们推导出在经典量子量子信道和全量子信道上传输广播和机密信息的通用码。这些代码是强大的信道不确定性考虑在复合模型。为了构造这些码，我们推广了用于公共信息传输的随机码，导出了用于复合量子广播信道的通用叠加编码。作为应用，我们给出了一个多字母的表征区域对应的容量的复合量子广播信道同时传输广播和机密信息。这是为两种类型的广播消息完成的，一种称为公共消息，另一种称为通用消息。
2020-05-11 cs.IT math.IT quant-ph
Classical capacity of the noisy bosonic channel and the bosonic minimum output entropy conjecture
我们在最简单的情况下考虑一条带噪声的直线。损失不会增加噪音。经由相位不敏感放大器的放大确实增加了噪声。该容量的下限是具有加性高斯白噪声的线性信道的香农容量的量子模拟，即线路输出处的信号加噪声的冯诺伊曼熵与单独的噪声的熵的差。我们表明，这个表达式确实是一个放大器的情况下，具有无穷小的增益$G = 1+ε$的能力，并为级联的放大器与任意增益和一个大的损失，使级联的总增益是无穷小的。
2013-03-02 quant-ph
Private-Capacity Bounds for Bosonic Wiretap Channels
我们证明了一个上界的单模无噪声玻色子窃听信道的私人容量。结合先前的下界，我们得到了私人容量的低光子数渐近表达式。然后，我们表明，多模无噪声玻色子窃听信道是等效的并行单模信道，因此可以应用的单模界限。最后，我们考虑多空间模式通过大气湍流的传播，并推导出一个私人容量的下界，只需要二阶矩的信道矩阵。
2012-02-06 quant-ph
Unconstrained distillation capacities of a pure-loss bosonic broadcast channel
玻色子信道在实践中很重要，因为它们形成自由空间或光纤通信的简单模型。在这里，我们考虑一个单发送者两个接收者的纯损耗玻色子广播信道，并确定无约束的容量区域的蒸馏的二分纠缠和秘密密钥之间的发送者和每个接收者，当他们被允许任意的公共经典通信。我们展示了如何状态合并协议导致可实现的速率在此设置中，给一个内界的容量区域。我们还评估了该地区的一个外部约束，通过使用纠缠的相对熵和“减少隐形传态”技术。外边界匹配的内边界的无限能量限制，从而建立无约束的容量区域，这样的信道。我们的结果可以提供一个有用的基准实现广播的纠缠和秘密密钥通过这样的渠道。与实践相关的一个重要的未决问题是，当发射机上存在能量约束时，确定在这种设置和单发送器单接收器情况下的容量区域。
2016-04-07 cs.IT math.IT quant-ph
Capacity of nonlinear bosonic systems
我们分析了玻色子通道中的非线性哈密顿的作用。我们表明，作为信道能量的函数的信息容量增加相对于相应的线性情况下，虽然只有当用于驱动的非线性的能量不被认为是精力充沛的成本的一部分，当色散效应可以忽略不计。
2004-01-29 quant-ph
A Quantum Broadcasting Problem in Classical Low Power Signal Processing
我们提出了一个问题，称为“广播Holevo信息”：给定一个未知的状态，从一个合奏，任务是生成一个二分状态转移尽可能多的Holevo信息，每个副本尽可能。我们认为，在两个副本的平均信息的上限意味着在没有信息丢失的情况下发送合奏所需的量子容量的下限。这是因为具有零量子容量的信道具有酉扩展，其向其环境传输的信息至少与其向输出传输的信息一样多。对于一个系综是一个纯态的时间轨道下的哈密顿演化，我们推导出这样一个所需的量子容量的输入和输出能量分布的性质方面的限制。此外，我们还讨论了广播问题与熵权不等式之间的关系。当信号应该由时不变设备发送时，广播问题出现，使得输出信号具有与输入信号相同的定时信息。基于以前的结果，我们认为，这建立了量子信息理论和低功耗计算理论之间的联系，因为定时信息的损失意味着自由能的损失。
2006-09-21 quant-ph
Ultimate Capacity of a Linear Time-Invariant Bosonic Channel
我们确定了加性相位不敏感高斯噪声的线性时不变玻色子信道的最终经典信息容量。该通道可以在低于显著非线性效应的阈值的功率水平下对光纤通信进行建模。我们提供了一个一般的连续时间的结果，给出了这样一个通道的最终容量在准单色制度下的平均功率的约束。这个最终的能力进行比较，在同一个通道的外差和零差检测的相应结果。
2016-02-09 quant-ph
Attaining classical capacity per unit cost of noisy bosonic Gaussian channels
我表明，经典容量每单位成本的噪声玻色子高斯信道可以通过采用广义开关键控调制格式和投影测量的个人输出状态。这意味着，在低平均成本的限制下，在由量子力学定律施加的极限下，在光信道上通信既不需要复杂的集体测量也不需要相敏检测。
2021-08-27 quant-ph
Broadcast Classical-Quantum Capacity Region of Two-Phase Bidirectional Relaying Channel
我们研究了一个三节点量子网络，该网络通过一个半双工中继节点实现两个节点之间的双向通信。解码转发协议用于分两个阶段执行通信。在第一阶段，两个节点的消息被发送到中继节点。在第二阶段中，中继节点向两个节点广播重新编码的合成。我们确定广播阶段的容量区域。
2015-09-28 cs.IT math.IT math.QA
The Capacity Region of the Broadcast Channel with Non-Signaling Assistance
University of California Irvine（加州大学尔湾分校）
该研究刻画了非信号协助下K用户离散无记忆广播信道的容量区域，发现其与佐藤区域重合，该区域基于消息子集和速率界定义，对应子集接收机的最坏情况完全协作。
2026-07-31 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum entanglement enhances the capacity of bosonic channels with memory
玻色子量子信道最近吸引了越来越多的兴趣，希望他们打开一个易于处理的方法来评估量子信道容量的一般困难的问题。然而，这些研究一直局限于无记忆通道。在这里，它表明，经典容量的玻色子高斯信道的记忆可以显着增强，如果纠缠符号，而不是产品符号。例如，当使用具有等于散粒噪声的调制方差的3.8-dB纠缠光时，具有散粒噪声的三分之一的70%相关热噪声的光子信道的容量增强约11%。
2005-01-11 quant-ph
Entanglement-assisted private communication over quantum broadcast channels
我们考虑量子广播信道上的纠缠辅助（EA）私人通信，其中有一个发送者和多个接收者。我们将接收者分为两个集合：解码集合和恶意集合。解码集和恶意集可以是不相交的，或者可以具有有限的交集。为了简单起见，我们说一方Bob可以访问解码集，另一方Eve可以访问恶意集，Eve和Bob都可以访问与Alice的预共享纠缠。该任务的目标是让Alice将经典信息可靠地传递给Bob并安全地对抗Eve，而Bob可以利用与Alice的预共享纠缠。在这个框架中，我们建立了一个下界的一次性EA私人容量。当存在将解码集合的状态映射到恶意集合的状态的量子信道时，这样的广播信道被称为降级。我们建立了一个上界的一杆EA私人容量方面的平滑的最小和最大熵，这样的渠道。在大量独立信道使用的限制下，我们证明了退化量子广播信道的EA私有容量由单字母公式给出。最后，我们考虑两个具体的例子退化的广播信道，并找到他们的能力。在第一个例子中，我们考虑的情况下，鲍勃的实验室的一部分是由夏娃妥协。我们表明，该协议的能力是由条件量子互信息的量子广播信道，因此，我们提供了一个操作的解释，动态对应的条件量子互信息。在第二个例子中，Eve和Bob可以访问广播信道的互斥输出集。
2018-08-08 quant-ph
Evaluating capacities of Bosonic Gaussian channels
我们将展示如何计算或至少估计各种容量相关的数量玻色子高斯信道。其中包括相干信息，纠缠辅助经典容量，一次性经典容量，和一个新的数量涉及转置操作，被证明是量子容量的一般上限，即使允许有限的错误。所有的界限明确评估的情况下，一个模式的信道与衰减/放大和经典噪声。
1999-12-14 quant-ph
Quantum capacity of bosonic dephasing channel
研究了连续变量退相信道的量子容量，这是非高斯量子信道的一个典型例子。我们证明了一个单字母公式适用。然后，我们考虑输入能量的限制，并表明，通过增加它，容量饱和到一个有限的值。最佳的输入状态被发现是对角的Fock基础和分布是一个离散版本的高斯。给出了其均值/方差与失相速率/输入能量之间的关系。我们还表明，量子容量呈指数衰减的大值的失相率。
2021-03-23 quant-ph
Quantum capacity and codes for the bosonic loss-dephasing channel
在连续变量系统中编码的玻色子量子比特为量子计算和通信提供了一个有前途的替代方案。到目前为止，光子损失一直是玻色子量子比特中误差的主要来源，但最近玻色子量子比特实验中光子损失的显着减少表明，还应该考虑失相误差。然而，缺乏对组合光子损失和退相通道的详细理解。在这里，我们表明，与其组成部分，相结合的损失，移相通道是不可降解的，指向一个更丰富的结构，这个通道。我们提供的损失，移相信道的容量的界限，并使用数值优化找到最佳的单模码的错误率范围很广。
2022-09-24 quant-ph
Capacity of a bosonic memory channel with Gauss-Markov noise
我们解决了经典容量的量子玻色子存储信道加性噪声，受输入能量约束。记忆是由相关的噪声从高斯马尔可夫过程。在合理的假设下，我们表明，最佳调制结果从一个“量子注水”的解决方案高于一定的输入能量阈值，类似于并行经典高斯信道的最佳调制。我们还推导出解析的最佳多模输入状态高于此阈值，这使我们能够计算的能力，这个记忆通道的限制无限数量的模式。该方法也可应用于由平稳高斯过程构成的更一般的噪声环境。将我们的结果推广到具有高斯色噪声的宽带玻色子信道的情况也应该是简单的。
2009-12-08 quant-ph
Gaussian capacity of the quantum bosonic channel with additive correlated Gaussian noise
提出了一种计算加性高斯噪声下量子玻色存储信道的高斯经典容量的算法。该算法仅限于高斯输入状态，适用于所有信道的噪声相关性遵守一定的条件，并在全输入能量域工作，超出了以前的处理这个问题。作为示例，我们研究了具有高斯-马尔可夫噪声的量子存储信道的最佳输入状态和容量[J. Schäfer，Phys. Rev. A 80，062313（2009）]。我们评估的传输速率的增强时，使用这些最佳的纠缠输入状态的产品相干态编码相比，发现这样一个简单的相干态编码实现不低于90%的容量。
2011-09-18 quant-ph
Lower Bounding the Secret Key Capacity of Bosonic Gaussian Channels via Optimal Gaussian Measurements
University of York（约克大学）
通过最优高斯测量确定玻色高斯信道秘密密钥容量的下界，优化了热损耗和热放大信道的协议并简化了性能评估。
2025-12-17 quant-ph
Energy-constrained LOCC-assisted quantum capacity of bosonic dephasing channel
本文研究了能量约束下玻色退相位信道的LOCC辅助量子容量，通过推导能量约束压扁纠缠的上界并证明最优输入态和压扁信道的性质，给出了该容量的紧密上下界估计。
2022-10-15 quant-ph
Capacity of the Bosonic Wiretap Channel and the Entropy Photon-Number Inequality
确定电磁波的最终经典信息承载能力需要量子力学分析，以正确地解释这些波的玻色子性质。最近的工作已经建立了玻色子单用户和广播信道的容量定理，在两个最小输出熵的假设下。尽管有大量积累的证据支持这些假设的有效性，但它们尚未得到证实。在本文中，它表明，第二个猜想足以证明玻色子窃听信道的经典容量，这反过来也将证明量子容量的有损玻色子信道。前面的最小输出熵矩阵是熵光子数不等式（EPnI）的简单结果，EPnI是经典信息论中熵功率不等式（EPI）的量子力学模拟。
2008-01-06 cs.IT math.IT quant-ph
Identification Over Quantum Broadcast Channels
本文研究量子广播信道上的识别问题，推导了可达识别区域并完整刻画了经典-量子广播信道类，同时得到了单模纯损耗玻色子广播信道的识别容量区域，改进了量子擦除广播信道上的已知最佳界。
2023-08-01 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum capacity of a deformed bosonic dephasing channel
在本文中，使用非线性相干态的概念，我们定义了一个变形玻色子退相信道建模克尔介质的影响上的量子态，因为它发生，例如，在量子通信的基础上的光纤。我们表明，在某些制度，克尔非线性是能够补偿的失相。此外，我们的研究表明，变形的玻色子退相通道的量子容量可以大于未变形的，标准的玻色子退相通道的某些非线性参数。
2022-11-15 math-ph math.MP physics.optics
Gaussian bosonic synergy: quantum communication via realistic channels of zero quantum capacity
与经典信息一样，纠错码使得量子信息能够通过噪声或有损信道进行可靠传输。与经典理论相反，不完美的量子信道表现出一种强烈的协同作用：存在成对的离散的无记忆量子信道，每个信道的量子容量为零，当它们一起使用时，它们获得正的量子容量。在这里，我们表明，这种“超激活”现象也发生在更现实的设置与衰减和高斯噪声的光通道。这为其在实际通信系统中的实验实现和应用铺平了道路。
2011-02-22 cs.IT math.IT quant-ph
Improved lower bound for the two-way-assisted quantum capacity of the bosonic thermal-loss channel
University of York（约克大学）
该研究改进了玻色热损耗信道双向辅助量子容量的已知最佳下界，通过结合改进的量子比特-玻色子分布技术和纠缠蒸馏协议发现技术，适用于广泛的信道参数。
2026-09-24 math-ph math.MP physics.comp-ph
