Random subspaces for encryption based on a private shared Cartesian frame
私有共享笛卡尔框架是一种新的私有共享相关形式，允许私有经典和量子通信。使用私有共享笛卡尔框架的密码学具有显著的性质，即如果要求完全隐私，则私有经典容量是私有量子容量的三倍。我们证明了，如果放松对完美隐私的要求，那么就有可能使用随机子空间的属性来使私人量子容量增加近三倍，几乎缩小了私人经典容量和量子容量之间的差距。
2005-11-24 quant-ph
Extensive nonadditivity of privacy
量子信息理论在各种类型信息的信道容量方面建立了通信和密码学的最终限制。私有容量特别重要，因为它量化了量子密钥分发的可实现速率。我们研究了有限私人容量的量子信道的功率，重点是在随机基地的信道。这些显示了私有容量的广泛的非可加性：具有2 log d输入量子位的通道具有小于2的私有容量，但是当与具有零私有容量的第二个通道一起使用时，联合容量跳到（1/2）log d。与早期的工作，发现nondadditivity消失的一小部分输入大小或未经证实的数学假设的条件，这提供了一个自然的设置，体现nondadditivity的隐私的最强排序。
2009-08-27 quant-ph
Quantum capacity of lossy channel with additive classical Gaussian noise : a perturbation approach
对于有损耗的加性高斯噪声量子信道，在一般的$n$拷贝输入情况下，我们证明了在一阶微扰之前，当输入能量趋于无穷大时，对乘积热态输入的任何非高斯微扰都具有较小的量子信息传输速率.
2007-10-02 quant-ph
Can non-private channels transmit quantum information?
我们研究了量子信道的功率与私人通信的能力很小或没有。因为隐私是量子通信的必要条件，人们可能会认为这种信道对传输量子态没有什么用处。尽管如此，我们发现了强有力的证据，证明存在这样的通道对，当它们一起使用时，可以传输比它们各自私人容量之和多得多的量子信息。由于量子传输必然是私有的，这将意味着对私有容量的可加性的严重违反。具体地说，我们提出的通道，显示（1）一个大的联合量子容量，但非常小的个人私人容量或（2）严重违反加性的Holevo信息。
2009-02-20 quant-ph
Quantum key distribution based on private states: unconditional security over untrusted channels with zero quantum capacity
我们证明了一个量子密钥分发（QKD）协议的无条件安全性，该协议基于从一个任意的不可信状态中提取pbits（twistedebits）[quant-ph/0309110]，该状态被声称包含可解密密钥.我们的主要结果是，我们可以验证安全性只使用公共通信-通过参数估计给定的不可信状态。该技术甚至适用于束缚纠缠态，从而将QKD扩展到可用量子信道具有零量子容量的区域。我们还展示了如何将我们的基于纯化的QKD方案转换为可测量方案。
2007-10-09 quant-ph
Perturbational approach to the quantum capacity of additive Gaussian quantum channel
对于具有加性高斯量子噪声的量子信道，在大输入能量侧，我们证明了对于所有高斯态输入，单次容量都是由热噪声态实现的，对于非高斯态输入，在一阶微扰意义下也是如此。对于一般的$n$拷贝输入情形，我们证明了在一阶微扰之前，当输入能量趋于无穷大时，对乘积热态输入的任何非高斯微扰都具有较小的量子信息传输率.
2007-12-18 quant-ph
One-Shot Private Classical Capacity of Quantum Wiretap Channel: Based on one-shot quantum covering lemma
在这项工作中，我们研究了量子窃听信道上的通信问题。对于这个信道，有三方Alice（发送者）、Bob（合法接收者）和Eve（窃听者）。我们得到的信息量上的上限和下限爱丽丝可以传达给鲍勃，这样夏娃就知道尽可能少的信息，有关传输的消息。我们的界限是根据量子假设检验发散和光滑最大量子相对熵。为了得到我们的结果，我们证明了一个一次性版本的量子覆盖引理以及非正方形矩阵的算子Besoff界。
2017-03-06 quant-ph
Additive Classical Capacity of Quantum Channels Assisted by Noisy Entanglement
本文给出了在有噪声的量子信道中经典信息传输的容量公式，该信道由发送方进行可分离编码，接收方的预共享辅助信道提供有限的资源.而不是一个纯粹的状态，我们认为在一个混合的状态，纯化的“证人”的信号辅助对。因此，信号-见证相关限制了从信号-辅助相关可用的资源。我们的公式表征了不同形式的资源，包括嘈杂或有限的纠缠援助，经典通信的效用。在可分离编码的情况下，发送方的信号在多个信道使用中仍然允许纠缠，但我们的容量公式是可加的。特别地，对于广义协变信道，我们的容量公式具有简单的封闭形式。此外，我们的可加性容量公式上限的一般相干攻击的信息增益在各种双向量子密钥分发协议。对于高斯协议，公式的可加性表明集体高斯攻击是最强大的。
2017-05-19 quant-ph
Non-convexity of private capacity and classical environment-assisted capacity of a quantum channel
经典信道的容量是凸的。对于信道的量子容量，情况并非如此：不同量子信道的混合容量超过单个容量的混合，因此是非凸的。在这里，我们表明，这种效果超出了量子容量，并持有私人和经典的环境辅助容量的量子信道。
2016-09-13 cs.IT math.IT 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
The Private Classical Capacity of a Partially Degradable Quantum Channel
对于部分可降解（PD）信道，可以使用信道输出状态来模拟退化的环境状态。PD通道的量子容量已被证明是可加性的。在这里，我们证明了任意维PD通道的私人经典容量等于通道的量子容量，并且是单字母的。我们证明了更高的速率的私人经典通信可以实现在一个PD信道相比，标准的可降解的信道。
2014-08-27 cs.IT math.IT quant-ph
Private communication via zero-private-capacity quantum channels
QudeLeap Research（量子跃迁研究）；Thrust of Artificial Intelligence, Information Hub,The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州）信息枢纽人工智能组）
本文通过构造两个零私有容量信道的联合使用实现超激活，证明私有容量不能单独决定信道安全通信价值，并给出超过0.0001903私有比特的编码方案。
2026-09-10 cs.IT math.IT quant-ph
Estimating Quantum and Private capacities of Gaussian channels via degradable extensions
我们提出了上界的量子和私人容量的单模，相位无关的玻色高斯信道的基础上可降解的扩展。我们的研究结果是国家的最先进的在以下参数区域：低温和高transmittance的热衰减器，低温的加性高斯噪声，高温和中间放大的热放大器。
2021-07-21 quant-ph
Capacity of Quantum Private Information Retrieval with Colluding Servers
量子私有信息检索（QPIR）是一种协议，其中用户通过下载量子系统从$\mathsf{n}$非通信服务器检索多个文件中的一个，而不透露检索的是哪个文件。作为具有更强安全性要求的QPIR的变体，对称QPIR是其中除了目标文件之外没有其他文件被泄露给用户的协议，并且$\mathsf{t}$ -私有QPIR是其中即使至多$\mathsf{t}$服务器可能合谋泄露身份，目标文件的身份也被保密的协议。QPIR容量是文件大小与下载的量子系统大小的最大比值，我们证明了对于任何$1\leq \mathsf{t}< \mathsf{n}$，对称的$\mathsf{t}$ -私有QPIR容量都是$\min\{1,2(\mathsf{n}-\mathsf{t})/\mathsf{n}\}$.我们构造了一个容量实现QPIR协议的稳定器形式主义，并证明了我们的协议的最优性。建议的能力是大于经典的对应。
2021-04-22 cs.IT math.IT quant-ph
Maximal Privacy Without Coherence
隐私是量子力学的基础。相干传输的量子态本质上是私有的。值得注意的是，相干量子通信并不是隐私的先决条件：有一些量子信道噪声太大，无法可靠地传输任何量子信息，但它们仍然可以发送私密的经典信息。在这里，我们要问的是，如果一个信道的量子容量很小，那么它可以传输多少私有的经典信息。本文提出了一类输入维数为d^2，量子容量Q（N_d）<= 1，私有容量P（N_d）= logd的信道N_d.这些通道渐近饱和一个有趣的不等式P（N）<=（log d_A + Q（N））/2，对于任何具有输入维度d_A的通道N，并且捕获去除相干性的混淆影响的隐私的本质。
2014-02-05 quant-ph
Quantum and private capacities of low-noise channels
本文解决了低噪声量子信道（如去极化信道）容量这一20余年开放问题，证明其量子容量与私密容量在首阶近似下均等于单字母相干信息，并表明超可加性、退化码和屏蔽在该区域收益可忽略。
2023-12-05 quant-ph
Polaractivation of Hidden Private Classical Capacity Region of Quantum Channels
我们定义了噪声量子信道上的一种新的通信现象。研究的解决方案被称为极化激活，并基于量子极化编码。极化激活是量子系统中信道极化效应的自然结果，利用速率增量的思想可以打开噪声量子信道的隐藏容量区域。虽然在经典信道的情况下，只能增加经典通信的速率，但在量子信道的情况下，可以利用信道极化和速率提高来打开不可达的容量区域。我们证明了开放的私人经典容量域的结果。我们证明了该方法适用于任意的量子信道，如果满足一个给定的标准的对称经典容量。我们还导出了私有经典容量域极化激活的经典通信速率的一个必要下界。
2013-05-26 cs.IT math.IT quant-ph
Superadditivity of private information for any number of uses of the channel
量子信道的量子容量总是小于用于私有通信的信道的容量。然而，这两个量分别由相干信息和私有信息的无限正则化给出。在这里，我们构建了一个家庭的渠道，私人和连贯的信息可以保持严格的超加性无限数量的使用。我们证明了这一点，表明相干信息是严格大于私人信息的使用次数较少的信道。这意味着即使量子容量的上限是私有容量，非正则化的量可以交织。从操作的角度来看，私有容量可以用于衡量量子信道用于安全通信的实用价值，从而用于密钥分发。因此，我们表明，为了评估这个任务的通道的兴趣，有必要优化的私人信息在无限数量的使用的通道。
2015-02-18 cs.IT math.IT quant-ph
Capacity of Quantum Private Information Retrieval with Collusion of All But One of Servers
量子私有信息检索（QPIR）是一种协议，其中用户通过从非通信的$\mathsf{n}$服务器下载量子系统来检索多个经典文件中的一个，其中每个服务器包含所有文件的副本，而检索到的文件的身份对于每个服务器是未知的。对称QPIR（QSPIR）是指用户只获取被查询文件而不获取其他文件的其他信息的QPIR。在本文中，我们考虑了$(\mathsf{n} - 1)$ -私有QSPIR中，即使任何$\mathsf{n} - 1$服务器串通，检索文件的身份是秘密的，并推导出QSPIR容量为这个问题，它被定义为检索文件的大小与下载的量子系统的总大小的最大比率。对于偶数n的服务器，我们表明，容量的$(\mathsf{n}-1)$ -私有QSPIR是$2/\mathsf{n}$，当我们假设有服务器之间的先前纠缠。我们构造了一个速率为$\lceil\mathsf{n}/2\rceil^{-1}$的$(\mathsf{n} - 1)$ -私有QSPIR协议，并证明了在允许任何错误概率的情况下，协议的容量是由$2/\mathsf{n}$决定的. $(\mathsf{n} - 1)$ -私有QSPIR容量严格大于经典对应物。
2021-02-01 cs.IT math.IT quant-ph
Private communication from Pauli channels with no privacy
Networked Quantum Devices Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（网络量子设备单元，冲绳科学技术大学院大学）
该研究证明两个各自私有容量为零的Pauli信道联合使用可激活私有通信，通过转置反退化信道和简单二进制码实现。
2026-09-18 quant-ph
The classical capacity of quantum channels with memory
研究了两种具有记忆的量子信道的经典容量：一种是具有去极化信道分支的周期信道，另一种是去极化信道的凸组合。我们证明了在这两种情况下的能力是添加剂。因此，在不使用纠缠输入态的情况下实现了信道容量。在去极化信道的凸组合的情况下，所提供的证明可以扩展到其他量子信道，其经典容量已被证明是在无记忆的情况下的加性。
2009-06-26 quant-ph
Relative Entropy Bounds on Quantum, Private and Repeater Capacities
我们发现了一个强逆界的私人容量的量子信道辅助无限双向经典通信。该界是基于纠缠的最大相对熵，其证明使用了一个新的基于复插值技术的夹心Rényi发散不等式.我们提供了明确的量子信道的例子，我们的边界改进了换位边界（在经典通信辅助的量子容量上）和基于Takeoka等人引入的压缩纠缠的边界。作为应用，我们研究了经典通信辅助的私有容量的中继器版本，并提供了私有中继器容量可忽略不计的量子信道的示例。
2017-07-02 math-ph math.MP quant-ph
"Pretty strong" converse for the private capacity of degraded quantum wiretap channels
在最近针对可降解量子信道的量子和私有容量的“相当强”的逆[Morgan/Winter，IEEE Trans. Inf. Theory 60（1）：317-333，2014]的脉络中，我们使用相同的技术，特别是最小熵的演算，来示出针对降级的经典-量子-量子（cqq-）窃听信道的私有容量的相当强的逆，其推广了Wyner的降级的经典窃听信道的模型。虽然结果不是完全紧密的，在错误和隐私参数的区域（逆界对于其成立）与更大的不适用区域之间留下一些间隙，但是它代表了朝向理解窃听信道的强逆的进一步步骤[cf. Hayashi/Tyagi/Watanabe，arXiv：1410.0443 for the classical case].
2016-04-26 cs.IT math.IT quant-ph
Maximum privacy without coherence, zero-error
本文研究了在零差错条件下，量子信道的量子容量和私有容量之间可能存在的差异。对于arXiv：1312.4989引入的一系列通道，我们证明了一个极端的差异：零错误量子容量为零，而零错误私有容量在给定量子输出维度的情况下是最大的。
2015-09-03 quant-ph
Capacity of Quantum Private Information Retrieval with Multiple Servers
研究了多服务器量子私有信息检索系统的容量问题。在具有多个服务器的QPIR问题中，用户通过从多个服务器下载量子系统来检索经典文件，每个服务器包含经典文件集的副本，而下载文件的身份不会泄露给每个服务器。QPIR容量被定义为文件大小在下载的量子系统的整个维度上的最大比率。当假设服务器共享先验纠缠时，我们证明了多服务器的QPIR容量为1，而不管服务器和文件的数量。我们构造了一个只有两个服务器的速率一协议。该协议在容量、服务器保密性和上传成本等方面都优于经典协议。在不使用任何保密条件的情况下，简洁地导出了强逆界。我们还证明了多轮QPIR的容量为1。
2021-01-20 cs.CR cs.IT math.IT
Quantum estimation, channel orders, and private capacity
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文通过二元估计和测量χ²散度，连接熵信道序与私有容量，解释零私有容量信道的激活现象，并确定Werner-Holevo信道的私有容量阈值。
2026-10-05 cs.IT math.IT quant-ph
Private and Quantum Capacities of More Capable and Less Noisy Quantum Channels
介绍了两类新的量子信道，我们称之为更有能力和更少的噪音。更有能力的类由通道组成，使得互补通道对环境的量子容量为零。噪声较小的类由这样的信道组成，使得对环境的补充信道的私有容量为零。对于更有能力的阶层，澄清了私人能力和量子能力是一致的。对于噪声较小的类，澄清了私有容量和量子容量可以用单字母表征。
2012-01-25 cs.IT math.IT quant-ph
Weak locking capacity of quantum channels can be much larger than private capacity
我们证明了量子信道的所谓弱锁定能力是可能的[Guha等人，PRX 4：011016，2014]将比其私人容量大得多。两者都反映了通过量子系统捕获可靠通信的概念的不同方式，同时几乎不向窃听者泄露任何信息;区别在于后者施加了本质上的量子安全标准，而前者只需要较弱的经典条件。这种分离最容易建立的通道是经典量子（cq-）通道的互补通道，因此是阿达玛通道的一个子类。我们还证明了某些对称通道（光子数分裂）有积极的弱锁定能力的存在下，一个小的预共享秘密，而他们的私人容量为零。这些发现有力地说明了量子系统中两种明显自然的隐私概念之间的差异，也与量子密钥分发（QKD）有关：旧的，天真的一个基于可访问的信息，与新的，可组合的一个拥抱窃听者信息的量子性质。假设约束最小输出Renyi熵的可加性猜想，第一部分的技术证明了一个单字母公式的弱锁定能力的互补cq-通道，符合一般的上限Guha等人。这些通道。此外，仍然假设这个加性猜想，这个上限给出了一个操作的解释，一般的渠道作为一个合适的无噪声信道激活的信道的最大弱锁定能力。
2015-07-24 cs.IT math.IT quant-ph
An Infinite Sequence of Additive Channels: the Classical Capacity of Cloning Channels
我们引入了一个无限序列的量子信道的Holevo容量是可加的。该通道系列与通用量子克隆机产生的量子信道密切相关。加性证明的动机是一个特殊的属性所研究的渠道享有：共轭降解性能。由于宣布的证明，我们还提供了一个简单的方法来证明原来的Unruh通道的量子容量是已知的Holevo容量的可加性。因此，我们不仅提出了一个无限系列的有限维通道，但也是一个非平凡的例子，一个无限维通道的经典和量子信道的能力是很容易计算的。
2013-10-03 math-ph math.MP quant-ph
On the Capacity of Quantum Private Information Retrieval from MDS-Coded and Colluding Servers
在量子私有信息检索（QPIR）中，用户通过下载量子系统从多个服务器检索经典文件，而不泄露文件的身份。QPIR容量是检索到的文件大小与总下载大小的最大可实现比率。本文首次研究了MDS编码和合谋服务器的QPIR容量。定义了两类QPIR，称为稳定QPIR和量纲平方QPIR，它们是由经典强线性PIR导出的，并导出了相关的QPIR容量。对于非共谋的情况，当文件的数量达到无穷大时，导出一般QPIR容量。一个一般性的声明与编码和串通服务器的QPIR的逆界推导出的能力稳定QPIR和维数平方QPIR诱导从任何类的PIR是上界的两倍经典容量的相应的PIR类。所提出的容量实现方案结合了Freij-Hollanti等人的星积方案和Song等人的稳定器QPIR方案，采用（弱）自对偶Reed-Solomon码。
2021-11-08 cs.IR cs.IT math.IT
Quantum capacity amplification via privacy
本文通过私有信道研究量子容量放大，提出基于Holevo信息的充分条件，给出具体阈值，并构造量子容量消失但私有容量无界的信道，证明容量放大与反降解信道集合的度量分离。
2025-10-28 cs.IT math-ph math.IT
The exact strong converse exponent for private communication over quantum channels
National Taiwan University（国立台湾大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
本文确定了量子窃听信道秘密密钥传输的精确强逆指数，引入Renyi私有信息表征，证明高于私有容量时保真度指数衰减。
2026-09-30 cs.IT math.IT quant-ph
On Strong Converse Bounds for the Private and Quantum Capacities of Anti-degradable Channels
本文针对反退化量子信道，证明了私密经典容量在特定误差与隐私参数条件下为零的强逆界，并给出量子容量强逆界的一个简化证明，从而更清晰地刻画了量子通信的基本极限。
2025-07-21 cs.IT math.IT quant-ph
Second-Order Asymptotics for the Classical Capacity of Image-Additive Quantum Channels
我们研究了在无记忆量子信道上传输经典信息的非渐近基本极限，即我们研究了当量子信道被使用有限次并且允许有一个固定的、非零的平均误差时，可以传输的经典信息量。我们考虑了图像可加的量子信道的经典容量，包括所有经典到量子信道，以及任意量子信道的乘积态容量。在这两种情况下，我们表明，非渐近的基本限制承认一个二阶近似，说明速度的最佳代码的速度收敛到Holevo容量的块长度趋于无穷大。的行为是由一个新的信道参数，称为信道色散，我们提供了一个几何解释。
2015-02-17 cs.IT math-ph math.IT
The Classical Capacity of Additive Quantum Queue-Channels
我们考虑一个设置，其中量子比特流被顺序处理。我们推导出经典信息可以使用量子比特传输的速率的基本限制，这些量子比特在等待处理时退相干。具体来说，我们使用一个单一的服务器队列的量子比特的顺序处理模型，并推导出这样的量子'的存储通道的经典容量表达式。针对两个重要的噪声模型，即擦除信道和去极化信道，我们得到了明确的单字母容量公式的量子比特在队列中的稳态等待时间。我们的容量证明还意味着“经典”编码/解码策略是最佳的，即，仅使用正交乘积状态的编码器和在固定乘积基中进行测量的解码器足以实现两个双信道的经典容量。我们的证明技术的逆定理推广容易-特别是，每当潜在的量子噪声信道是加性的，我们可以得到一个单字母的上界相应的量子噪声信道的经典容量。更广泛地说，我们的工作开始定量地解决退相干对量子信息处理系统性能极限的影响。
2020-08-10 cs.IT math.IT quant-ph
Superadditivity of the Classical Capacity with Limited Entanglement Assistance
对于使用量子信道的通信来说，找到最佳编码策略可能具有挑战性，因为经典容量和量子容量可能是超加性的。纠缠辅助通常可以简化这项任务，因为任何通道的纠缠辅助经典容量都是加性的，使得跨通道使用纠缠变得不必要。如果纠缠态的辅助是有限的，情况就不那么清楚了。假设经典容量是超可加的，那么通过连续性论证，在有限的纠缠辅助下经典容量仍保持超可加性。如果经典容量是加性的，那么在有限的纠缠辅助下是否仍然可以发展超加性是未知的。我们通过提供一个例子来证明这是可能的。我们构造了一个信道，其经典容量是可加的，但在有限的纠缠辅助下可以是超可加的。这表明纠缠在通信中扮演着一个奇怪的角色，我们仍然对它知之甚少。
2017-07-28 cs.IT math.IT quant-ph
Private information via the Unruh effect
在量子信息的相对论理论中，视界的可能存在是一个复杂的特征，限制了信息的传输和检索。我们考虑两个惯性参与者通过一个无噪声量子比特信道的存在下，一个均匀加速窃听通信。由于Unruh效应，窃听者对任何编码信息的看法都是嘈杂的，这两个惯性参与者可以利用这一特征来实现完全安全的量子通信。我们表明，相关的私人量子容量等于纠缠辅助量子容量的信道窃听者的环境，我们评估所有的加速度。
2009-06-25 gr-qc hep-th quant-ph
Non-additivity in classical-quantum wiretap channels
由于Csiszar和Koerner，经典窃听信道的私有容量在私有信息方面具有单字母特征。然而，对于量子窃听信道，已知私有信息的正则化对于达到容量是必要的。在这里，我们研究混合经典量子窃听信道，以解决在何种程度上需要量子效应见证量子香农理论中的非加性现象。对于具有量子输入但经典输出的窃听信道，我们证明了私人信息容量的表征保持单字母。因此，纠缠输入态在这种情况下没有渐近优势。对于经典输入的窃听信道，我们通过明确的例子表明，当两个接收器中的任何一个成为量子时（另一个接收器保持经典），私人信息已经变得非加性。这给出了不是由纠缠引起的非可加性例子，并说明量子对手与窃听模型中的经典对手严格不同。
2020-07-06 cs.IT math.IT quant-ph
