噪音何时会增加量子容量？

噪声玻色信道的经典容量和玻色最小输出熵猜想

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。

加性经典高斯噪声下有损信道的量子容量：微扰法

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.

纠缠增强任意维关联噪声量子通信信道的经典容量

Entanglement enhanced classical capacity of quantum communication channels with correlated noise in arbitrary dimensions

研究了具有记忆的d维量子信道的容量。我们表明，在协议与以前的结果泡利量子比特通道，有最大纠缠输入状态实现更高的值的互信息比产品状态的情况。此外，这种效果的噪声相关性的性质，以及对奇偶性的空间dimensions.We猜想，纠缠时，给出了一个优势的互信息，最大纠缠态饱和的信道容量的强烈依赖。

量子热噪声信道的经典容量在1.45比特以内

The classical capacity of quantum thermal noise channels to within 1.45 bits

我们发现一个严格的上限为经典的量子热噪声信道的容量是在$1/\ln 2$位Holevo的下限。这个下限是可以实现的，使用非纠缠，经典的信号状态，即位移相干态。因此，我们发现，虽然量子技巧可能会带来好处，但当涉及到经典通信时，它们只能提供一点帮助。

加性相关高斯噪声下量子玻色信道的高斯容量

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。

相关噪声下量子信道的纠缠辅助经典容量

Entanlement-Assisted Classical Capacity of Quantum Channels with Correlated Noise

我们计算的纠缠辅助经典容量的对称和非对称泡利通道，两个连续使用的通道相关。从我们的研究中可以明显看出，在有记忆的情况下，与乘积和纠缠态编码相比，如果存在先验纠缠，则在量子信道上传输更多的经典信息。

马尔可夫关联噪声下量子比特去极化记忆信道的经典容量

Classical capacity of a qubit depolarizing memory channel with Markovian correlated noise

我们研究了一个遗忘量子存储信道的经典容量，该信道根据遍历马尔可夫链在两个量子比特去极化信道之间切换。该量子记忆通道的容量取决于两个去极化通道的参数和遍历马尔可夫链的记忆。当输入量子比特数为2时，我们证明了依赖于信道参数，最大纠缠输入态或乘积输入态都能达到经典容量。我们基于数值的猜想是，随着输入量子比特数的增加，经典容量接近所有参数值的乘积态容量。

高斯-马尔可夫噪声下玻色记忆信道的容量

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。

噪声并非总是有害：量子电池在黑洞中的容量增强

Noise is not always detrimental: the capacity of quantum batteries is enhanced in black holes

研究探讨了黑洞霍金辐射和环境噪声对量子电池容量的影响，发现霍金辐射可增强容量，而环境噪声则可能降低容量，揭示了非惯性参考系中量子电池理论的新视角。

具有记忆的量子比特去极化信道的经典容量

Classical capacity of a qubit depolarizing channel with memory

研究了具有记忆噪声量子信道的经典乘积态容量。通过在两个去极化信道之间进行马尔可夫切换，在连续的信道使用之间引入非马尔可夫噪声相关性，构造了一个遗忘噪声记忆信道。容量的计算被简化为马尔可夫过程函数的熵计算。一个重新制定的代数措施，然后使其计算。探讨了隐马尔可夫记忆对容量的影响。发现噪声相关性的增加增加了容量。

编码率为0.2且常数)且具有高码容量噪声阈值的超图乘积码

Hypergraph product code with 0.2 constant coding rate and high code capacity noise threshold

提出TGRE-超图乘积码，具有0.2常数编码率，这是已知最高的量子稳定码，其去极化噪声信道中的码容量噪声阈值约为0.096。

Experimental witnessing of the quantum channel capacity in the presence of correlated noise

We present an experimental method to detect lower bounds to the quantum capacity of two-qubit communication channels. We consider an implementation with polarisation degrees of freedom of two photons and report on the efficiency of such a method in the presence of correlated noise for varying values of the correlation strength. The procedure is based on the generation of separable states of two qubits and local measurements at the output. We also compare the performance of the correlated two-qubit channel with the single-qubit channels corresponding to the partial trace on each of the subsyste…

量子系统表达能力的量化：基本极限与本征任务

Quantifying the Expressive Capacity of Quantum Systems: Fundamental Limits and Eigentasks

该研究提出评估量子系统可用表达能力的数学框架及本征任务提取方法，得出表达能力紧界，发现量子关联可增强学习能力，实验验证其能提升ML任务性能且抗过拟合，对量子机器学习和传感意义广泛。

优化偏置定制的量子纠错：超越码容量噪声

Optimizing bias-tailored quantum error correction beyond code-capacity noise

研究显示，在考虑电路级噪声后，偏置定制量子纠错的优势大幅降低；引入偏置滤波CNOT门可部分恢复优势。

热噪声和关联噪声下的量子读出能力

Quantum reading capacity under thermal and correlated noise

量子通信理论设定了在给定信息载体的物理特性的情况下，信息可以被可靠地编码和解码的最大速率。在这里，我们考虑的问题，读出的数字光存储器，其中的信息存储的方式的光学特性的存储器单元，反过来又通过照射在他们的激光束探测。有趣的功能出现在政权中，探测光量子力学处理。可靠读出的最大速率定义了量子读取能力，这被证明可以克服经典读取能力，通过在几个相关设置中使用经典光进行探测获得。我们考虑一个模型的光存储器中的信息被编码在（复值）衰减因子和研究的热相关噪声的读取速率的影响。当考虑到波衍射对探测光束的影响时，会出现后一种类型的噪声。我们讨论了量子读取的优势，经典的，并表明前者是比后者更强大的热噪声下，在政权的低功率每脉冲。

纠缠辅助去极化信道容量的实验研究

Experimental achievement of the entanglement assisted capacity for the depolarizing channel

实验证明了在去极化信道中实现纠缠辅助经典信息传输的能力。该实现基于2量子比特贝尔态的生成和本地操作，最终在接收器处通过完整的贝尔态分析进行测量。通过在两个量子比特之一上以受控的方式引入量子噪声来实现去极化通道。这项工作证明了实现的最大允许量的信息，可以在存在噪声的情况下，在无噪声的情况下，最高的报告值共享。

量子纠缠增强了具有记忆的玻色子通道的容量

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%。

通过信道叠加实现噪声抵消和量子容量的超激活：NMR实验实现

Noise cancellation by superposition of channels and superactivation of quantum capacity: Experimental realization by NMR

通过叠加噪声信道的Stinespring扩张酉变换实现噪声抵消，并实验验证了退相位信道抵消和去极化信道容量超激活。

Bosonic窃听信道的私有容量界限

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。

通过局域投影测量提升三方量子系统中的量子电池容量

Improving Quantum Battery Capacity in Tripartite Quantum Systems by Local Projective Measurements

该研究针对三方量子系统中量子电池容量受噪声影响的问题，提出两种基于局域冯·诺依曼测量的协议与最优局域投影算符，经解析推导与数值验证，可有效提升子系统及总系统的电池容量与抗噪性。

Pauli信道非零容量的新下界

New lower bounds on the non-zero capacity of Pauli Channels

我们研究了为量子信道的非零容量提供最佳已知阈值的编码，即，可校正噪声的上限，使用熵方法计算阈值。我们的研究结果表明，泡利噪声是可校正的哈希边界。对于去极化信道，这种方法允许实现对于f=0.80870的保真度（无误差概率）的非零容量。

热衰减器量子容量的窄界

Narrow Bounds for the Quantum Capacity of Thermal Attenuators

热衰减器通道模拟与热浴相互作用的量子系统的退相干，例如，一个两级系统受到热噪声和电磁信号通过光纤或在自由空间中传播。因此，确定这些信道的量子容量是量子计算和通信的一个突出的开放问题。在这里，我们得到了量子比特和玻色子热衰减器的量子容量的几个上界。我们引入了一个扩展版本的这样的通道，这是可降解的，因此有一个单字母的量子容量，绑定的原始热衰减器。玻色子衰减器的另一个界限由应用于特定信道分解的瓶颈不等式给出。相对于先前已知的界限，我们在宽范围的衰减和噪声中报告了更好的结果：对于大多数实际应用，我们现在可以将量子容量近似到可忽略的不确定性，例如，低热噪声。

利用相关噪声信道中的纠缠

Exploiting entanglement in communication channels with correlated noise

我们开发了一个模型的噪声通信信道中，影响连续传输的噪声相关。该模型的动机是波动的双折射的光纤链路。我们分析了输入态的纠缠在优化这种信道的经典容量中的作用。假设一个一般形式的合奏两个连续的传输，我们得到严格的界限上的经典信道容量取决于用于通信的输入状态是可分离的或纠缠在不同的时隙。这一结果表明，通过适当的选择，信道容量可以显着提高利用纠缠。

相干态编码接近非高斯玻色子信道的容量

Coherent state coding approaches the capacity of non-Gaussian bosonic channels

可加性问题是问纠缠的使用是否可以提高给定信道的信息承载能力，使其超出仅用简单乘积态编码所能实现的能力。最近已经表明，这不是相位不敏感的单模高斯信道的情况下，但仍然没有解决的一般。在这里，我们考虑两个一般类别的玻色子噪声信道，其中包括相位不敏感的高斯信道作为特殊情况：这些是分束器与一般的，潜在的非高斯环境状态和经典的噪声信道与一般的概率噪声。我们发现，可加性违反，如果存在的话，是相当轻微的所有这些渠道：在经典容量的最大增益是有界的一个常数独立的输入能量。我们的证明表明，简单的经典调制相干态的编码是接近最佳的。

高斯信道量子容量的激活

Activation of quantum capacity of Gaussian channels

量子信道可以由一种量子容量为零的信道激活。这种激活效应可能有助于通过附加其他信道来克服信道的噪声，这可以增强给定信道的容量。在这项工作中，我们表明，这样的激活是可能的高斯有损通道的量子容量是已知的特定的正部分转置通道。我们还测试了更一般的情况下，涉及高斯热衰减器的量子容量的确切值一直是未知的。对于最近提出的热衰减器的量子容量的窄上限，我们确认了量子容量的激活也发生的事实。这一结果适用于高斯信道描述通信系统噪声的实际情况。

玻色广播通信的经典容量和一个新的最小输出熵猜想

Classical capacity of bosonic broadcast communication and a new minimum output entropy conjecture

以往的经典玻色子信道的信息容量的工作已经建立了单用户纯损耗信道的容量，有界的单用户热噪声信道的容量，和有界的多址信道的容量区域。后者是多用户场景，其中多个发射机寻求同时且独立地与单个接收机通信。我们研究了玻色子广播信道的容量区域，在该信道中，单个发射机寻求同时独立地与两个不同的接收机通信。已知的是，单用户热噪声信道的容量的最严格的可用下限是该信道的容量，如果如图所示，在具有加性热噪声的玻色子信道的输出处的最小冯诺伊曼熵对于相干状态输入出现。支持这个最小输出熵猜想的证据已经积累，但还没有得到严格的证明。在本文中，我们提出了一个新的最小输出熵猜想，如果被证明是正确的，将建立玻色子广播信道的容量区域等于使用相干状态编码和最佳检测实现的内界。我们提供了一些证据，支持这一新的猜想，但再次充分证明是不可用的。

可分离噪声的吸收容量：关于可分离性和隐形传态的贝尔混合阈值

Absorption capacity of separable noise: Bell-mixing thresholds on entanglement and teleportation

研究贝尔混合线中噪声状态的可分离性与量子隐形传态优势的阈值，通过Möbius映射给出吸收容量与阈值的闭式解，并推广到纯态参考、噪声演化及一般可分离噪声的下界。

相敏高斯量子信道的经典容量

Classical capacity of phase-sensitive Gaussian quantum channels

给出了单模基准高斯量子信道高斯容量优化问题的完整解。由于已证明任意（相敏或不相敏）单模高斯量子信道的高斯容量等于该基准信道的高斯容量，因此本文提出的解具有普适性.在能量阈值以下和能量阈值以上对该解的解析研究表明，高斯容量对环境噪声压缩的依赖性不是单调的。特别地，该容量可能有一个鞍点，一个或两个极值在有限压缩，或是一个单调增加的函数的压缩参数。确切的依赖性由噪声协方差矩阵的行列式和基准高斯信道的transmittance（或增益）定义。

加性高斯量子信道量子容量的微扰方法

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.

纠缠可以增强任意维度的信道容量

Entanglement may enhance the channel capacity in arbitrary dimensions

我们明确地考虑了两个例子的d维量子信道与相关噪声，并表明，在协议与以前的结果泡利量子比特信道，有情况下，最大纠缠输入状态实现更高的值的输出互信息比产品状态。我们获得了很强的依赖性，这种效果的噪声相关性的性质，以及奇偶性的空间维度，并推测，当纠缠提供了一个优势，在互信息，最大纠缠态实现的信道容量。

针对偏置噪声的量子XYZ循环码

Quantum XYZ cyclic codes for biased noise

提出量子XYZ循环码以应对高度偏置的Pauli噪声，其码距随码长增加且对各类纯Pauli噪声及退极化噪声均具有较高码容量阈值，在相同码距下物理量子比特开销远低于XZZX表面码。

一般衰减器和放大器量子容量的上界

Upper bounds on the quantum capacity for general attenuator and amplifier

对于带热噪声的单模高斯信道，如热衰减器和放大器，其量子容量已有几个上界。我们考虑一类具有更一般噪声的放大器和衰减器，包括压缩噪声甚至非高斯噪声。利用量子条件熵幂不等式，我们得到了这些信道在能量约束下的量子容量的新的上界。此外，我们得到了下界相同的通道，通过高斯优化与固定的输入熵。当跃迁数接近于1且输入态能量较低时，它们给出了较窄的边界。

任意分布噪声量子信道的经典容量

Classical Capacity of Arbitrarily Distributed Noisy Quantum Channels

研究任意量子信道在经典与量子混合噪声影响下传输经典信息的容量问题，推导混合噪声分布并给出可达信道容量公式，数值证明容量随每次使用的光子数增加而提升。

对抗性量子噪声下量子信道上的秘密信息传输：保密容量和超激活

Secret Message Transmission over Quantum Channels under Adversarial Quantum Noise: Secrecy Capacity and Super-Activation

我们确定AVQC（任意变化的量子信道）的保密能力。导出了平均错误概率和最大错误概率下的保密容量。这两个派生都基于一个共同的代码结构。我们构造的代码满足严格的保密要求，这被称为强代码概念。我们确定当保密容量是一个连续的函数的系统参数和完全刻画其间断点的平均误差准则和最大误差准则。此外，我们证明了AVQC的保密能力的“超激活”现象，即，两个量子信道都具有零保密容量，如果一起使用，则允许具有正容量的安全传输。我们还讨论了AVQC的纠缠蒸馏能力、纠缠产生能力和强子空间传输能力之间的关系。

Fundamental Limits of Thermal-noise Lossy Bosonic Multiple Access Channel

Bosonic channels describe quantum-mechanically many practical communication links such as optical, microwave, and radiofrequency. We investigate the maximum rates for the bosonic multiple access channel (MAC) in the presence of thermal noise added by the environment and when the transmitters utilize Gaussian state inputs. We develop an outer bound for the capacity region for the thermal-noise lossy bosonic MAC. We additionally find that the use of coherent states at the transmitters is capacity-achieving in the limits of high and low mean input photon numbers. Furthermore, we verify that coher…

量子信道的密集编码容量

Dense coding capacity of a quantum channel

我们考虑的基本协议的密集编码的经典信息假设噪声影响的前向和后向通信线路之间的爱丽丝和鲍勃。假设这种噪声是由相同的量子信道描述的，我们通过优化Alice可以实现的所有自适应策略来定义其密集编码容量，而Bob通过Pauli算子对信息进行编码。利用信道模拟和协议拉伸技术，我们能够建立任意有限维的泡利信道的密集编码容量，去极化和去相位量子比特信道的简单公式。

基于量子无信号关联的量子信道激活零差错经典通信

Activated zero-error classical communication over quantum channels assisted with quantum no-signalling correlations

我们研究了激活的量子无信令辅助零错误经典容量，首先允许从一些无噪声的前向通信信道的援助，后来偿还的帮助者的成本。该激活的通信模型将附加的前向无噪声信道视为通信的催化剂。首先，我们表明，一次性激活容量可以制定为一个半定规划，我们得出了一些惊人的性能，这种能力。我们进一步提出了一个充分条件下，一个嘈杂的通道可以被激活。其次，我们证明了一比特无噪声经典通信能够完全激活任何经典量子信道，以实现其渐近容量，或半定（或分数）包装数。第三，我们证明了任何量子信道的渐近激活容量不能超过其初始渐近容量。我们还证明了量子信道的渐近无信令辅助零差错容量不等于半定填充数，这与经典量子信道的情况不同。

低噪声交互式量子通信的容量逼近编码，第一部分：大字母

Capacity Approaching Coding for Low Noise Interactive Quantum Communication, Part I: Large Alphabets

我们考虑在噪声信道上实现两方交互式量子通信的问题，如果我们希望充分获得通信的量子优势，这是一个必要的努力。对于一个任意协议的$n$消息，设计了一个无噪声qudit信道的$\mathrm{poly}(n)$大小的字母表，我们的主要结果是一个模拟方法，失败的概率小于$2^{-Θ(nε)}$，并使用qudit信道在相同的字母表$n\left(1+Θ\left(\sqrtε\right)\right)$倍，其中的一个$ε$分数可以被破坏adversarially。因此，模拟的能力达到领先的顺序，我们推测，它是最佳的$\sqrtε$长期的常数因子。此外，仿真是在一个模型中，不需要预先共享的资源，如通信双方之间的随机性或纠缠。我们的工作改进了以前已知的最好的量子结果，其中开销是非显式的大常数[Escherard等人，FOCS'14]用于低$ε$。

标记扩展与量子信道容量的数值模拟：连接理论与计算

Flagged Extensions and Numerical Simulations for Quantum Channel Capacity: Bridging Theory and Computation

本文通过标记扩展技术和数值模拟研究量子信道容量，验证了幅度退相干信道的退化性及去极化信道的多字母超加性。

对抗性量子噪声下的量子容量：任意变化的量子信道

Quantum capacity under adversarial quantum noise: arbitrarily varying quantum channels

我们调查纠缠传输在一个未知的通道中存在的第三方（称为对手），这是能够选择的通道从一组给定的无记忆，但非平稳的通道，而不通知合法的发送器和接收器的特定的选择，他所做的。这种信道模型称为任意变化量子信道（AVQC）。我们推导出一个量子版本的Ahlswede的二分法的经典任意变化的渠道。这包括AVQC的纠缠传输的公共随机辅助容量的正则化公式。非常令人惊讶的是，与涉及最大和平均错误概率的问题的经典模拟相反，我们发现AVQC的纠缠传输容量始终等于其强大的子空间传输容量。这些结果伴随着不同的概念对称性（零容量条件），以及由条件AVQC有一个单字母公式所描述的能力。在本文的最后一部分中，计算了擦除-AVQC的容量，并对AVQC和零错误容量之间的关系进行了一些说明。此外，我们完全小学和操作参数的AVQC理论的动机，量子，经典，和纠缠辅助的零错误容量的量子信道一般为零，是不连续的，在每一个积极的点。

实用电磁通道容量

Electromagnetic channel capacity for practical purposes

我们给出了解析上界的信道容量C的经典信息在电磁信道（玻色子信道与热噪声）的传输。在实际相关的制度，高噪声和低transmittance，通过与已知的下限C相比，我们的不等式确定的值的能力，以纠正这是无关的所有实际目的。这种信道的例子是无线电通信、红外或可见波长自由空间信道。我们还提供了包括放大的活动通道的界限。