Polar codes for private classical communication
我们构造了一个新的秘密密钥辅助极化编码方案，用于量子或经典窃听信道上的私人经典通信。我们的计划的安全性依赖于一个熵的不确定性关系，除了信道极化效应。我们的方案实现了对称的私人信息速率从一个任意的量子窃听信道合成的“振幅”和“相位”的通道。我们发现，该方案的秘密密钥消耗率为零的任意可降解量子窃听信道。此外，我们提供了一个额外的充分条件时，秘密密钥率为零，我们怀疑，满足这个条件意味着该方案不需要任何秘密密钥。因此，后一个条件解决了Mahdavifar-Vardy方案在经典窃听信道上进行极化编码的未决问题。
2012-03-26 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum Wiretap Channel Coding Assisted by Noisy Correlation
研究用户共享量子态资源下的量子窃听信道私有经典容量，提出利用资源态构建秘密通信码的方法，并给出渐近满足多字母逆界的辅助私有容量下界。
2024-06-11 cs.IT math.IT quant-ph
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
Upper bounds on the private capacity for bosonic Gaussian channels
近年来，关于玻色高斯信道的各种量子信道容量的界有了很大的进展。特别是，通过量子熵幂不等式技术，给出了玻色高斯信道的经典容量和量子容量的几个上界，为理解量子信道容量这一神秘问题提供了线索.然而，量子信道上的私有容量的上界仍然缺乏某些普遍的上界的研究。在这里，我们通过条件量子熵功率不等式推导出玻色子高斯信道的私人容量的上界，该信道涉及一般的高斯噪声情况。
2020-07-16 quant-ph
Position-based coding and convex splitting for private communication over quantum channels
经典输入量子输出（cq）窃听信道是涉及经典发送方$X$、合法量子接收方$B$和量子窃听方$E$的通信模型。使用这种信道的专用通信协议的目标是使发送方$X$以合法接收方$B$能够可靠地解码消息的方式发送消息，而窃听者$E$基本上不知道发送了哪个消息。cq窃听信道的$\varepsilon $ -一次性私有容量等于可以通过信道传输的最大比特数，使得私有误差不大于$\varepsilon\in(0,1)$。本论文提供了一个下界的$\varepsilon$ -一次性私人经典容量，利用最近开发的技术Anshu，Devabathini，Jain，Warsi，称为基于位置的编码和凸分裂。下限等于$X$和$B$之间的假设检验互信息与$X$和$E$之间的“交替”平滑最大信息的差。然后，一次性下限导致在无记忆cq窃听信道上的私人经典通信的二阶编码速率的非平凡下限。
2017-08-27 cs.IT math.IT quant-ph
Joint Communication and Eavesdropper Detection on the Lossy Bosonic Channel
Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
该研究从量子视角提出一种统一模型，用于在光纤上同时实现通信与窃听检测，并可与量子密钥分发等范式比较。
2024-11-29 quant-ph
Tight bounds for private communication over bosonic Gaussian channels based on teleportation simulation with optimal finite resources
通过信道模拟、协议拉伸和纠缠的相对熵，可以得到量子信道上的保密通信的上界。所有这些成分导致了单字母上限的秘密密钥容量，可以直接计算在合适的资源状态。对于玻色高斯信道，通过对渐近资源状态的隐形传态模拟，即信道的渐近Choi矩阵，得到了最紧的上界。在这项工作中，我们采取了不同的方法。我们表明，在有限能量资源状态的分析类的隐形传态，使我们能够接近最终的边界增加能量，从而提供越来越紧的上限的秘密密钥容量的单模相位不敏感高斯信道。然后，我们表明，在同一类的资源状态的优化，可以用来绑定的最大密钥速率，可实现在有限数量的信道使用。
2019-10-07 quant-ph
Private Communication over a Bosonic Compound Channel
本文针对合法方缺乏信道知识的安全传输问题，利用二进制相移键控字母表证明了玻色复合窃听信道的容量公式，准确量化了信道不确定性对数据传输速率的惩罚。
2024-11-15 quant-ph
Polar codes for degradable quantum channels
信道极化是这样一种现象，其中特定递归编码从无记忆信道的许多实例中诱导出一组合成信道，使得合成信道的一部分对于数据传输变得近乎完美，而另一部分对于该任务变得近乎无用。Mahdavifar和Vardy最近利用这一现象来构造代码，以实现在降级窃听信道上传输私人数据的对称私人容量。在当前的论文中，我们建立在他们的工作，并演示了如何构建量子窃听极化码，实现一个经典的窃听者退化的量子窃听信道的对称私人容量。由于量子保密性和量子相干性之间的Schumacher-Westmoreland对应关系，我们可以通过叠加这些量子窃听极化码来构造量子极化码，就像Devetak证明量子数据传输的相干信息速率可互换性的技术一样。我们的方案实现了对称相干信息速率的量子信道，是可降解的经典环境。这个条件的环境似乎是限制性的，但我们表明，许多量子信道满足这一标准，包括振幅阻尼信道，光子检测跳跃信道，退相信道，擦除信道，克隆信道。我们的量子极化编码方案具有信道自适应和对称容量实现以及具有高效编码器的理想特性，但我们尚未证明解码是有效的。此外，该方案可能需要纠缠援助，但我们表明，纠缠消耗率消失在大块长度的限制，如果信道是可降解的经典环境。
2013-02-17 cs.IT math.IT quant-ph
From Symmetry to Secrecy: Covariant Classical--Quantum Wiretap Channels
School of Data Science, The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳）数据科学学院）；International Quantum Academy（国际量子学院）；Graduate School of Mathematics, Nagoya University（名古屋大学大学院数学研究科）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin（柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀米特研究所）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）
针对协变经典-量子窃听信道，利用酉群轨道结构构造有限块预处理方案，以熵差表征私有信息，并通过数值优化证明在混合二进制信道上可超越噪声重复基准，且验证了非可加性。
2026-10-05 cs.IT math.IT quant-ph
Privacy of a lossy bosonic memory channel
我们研究了当损失被不诚实方捕获时，通过有损玻色子记忆信道实现的两个诚实方之间的信息传输的安全性。然后，我们表明，纠缠输入可以增强这样一个通道的私人信息，但它永远不会克服，在没有记忆的情况下，非纠缠输入。
2006-09-14 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
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
Entanglement and secret-key-agreement capacities of bipartite quantum interactions and read-only memory devices
二分量子相互作用对应于在存在浴的情况下两个量子系统之间可能发生的最一般的量子相互作用。在这项工作中，我们确定了两个量子系统之间的纠缠产生和秘密密钥协商的二分相互作用的能力的界限。我们的上界的纠缠产生能力的二分量子相互作用是由一个量称为双向max-Rains信息。我们的上界的秘密密钥协商能力的两体量子相互作用是由一个相关的量称为双向最大相对熵的纠缠。我们还得到更严格的上界的能力，二分相互作用遵守一定的对称性。观察到存储器设备的读取是一种特殊的二分量子相互作用，我们利用我们的边界从双向设置提供我们介绍的任务，称为窃听存储单元的私人读取的能力的界限。给定一组点对点量子窃听信道，私人读取的目标是编码器从这些信道形成码字，以便与控制信道的一个输入和一个输出的一方建立密钥，而被动窃听者可以访问信道的一个输出。我们推导出窃听存储单元的私人读取容量的下限和上限。然后，我们扩展这些结果，以确定可实现的速率为两个遥远的当事人之间的纠缠的产生有一致的访问控制点到点的通道，这是一种特殊的二分相互作用。
2020-01-27 cond-mat.other cs.IT math.IT
Exact solution for the quantum and private capacities of bosonic dephasing channels
本文首次给出所有玻色子退相干信道的量子容量、私密容量、双向辅助量子容量及密钥协商容量的精确闭式解，证明其等于信道分布与均匀分布间的相对熵，解决了十余年未解的问题。
2023-10-30 cond-mat.other math-ph math.MP
No advantage from classical assistance for energy-constrained bosonic dephasing channels
Institute for Quantum Computing and Department of Physics and Astronomy, University of Waterloo（量子计算研究所与物理和天文学系，滑铁卢大学）；Institute for Quantum Computing and Department of Applied Mathematics, University of Waterloo（量子计算研究所与应用数学系，滑铁卢大学）
研究证明能量受限下，单模玻色子退相位信道的四种容量一致，经典辅助无优势，推导了相关相对熵链规则并给出自适应协议速率上界，且链规则可由规范纯化态达到。
2026-10-12 quant-ph
Approximate private quantum channels on fermionic Gaussian systems
私有量子信道（PQC）可以将任意量子态映射到离散和玻色高斯量子系统的最大混合态，对量子密码任务和量子信道容量问题具有重要意义。本文在费米子高斯系统上引入了近似私有量子信道（$\varepsilon$ -PQC）的概念，$\varepsilon$ -FPQC），并构造了其明确形式的费米子（高斯）私有量子信道。首先，我们给出了费米子高斯系统上关于Schatten $p$ -范数类的$\varepsilon$ -FPQC的一般结构，然后给出了迹范数下的证明.此外，我们还研究了在迹范数情形下，一组费米幺正算符的势满足$\varepsilon$ -FPQC条件。
2020-03-26 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
Bounding the energy-constrained quantum and private capacities of phase-insensitive bosonic Gaussian channels
我们建立了几个上界的能量约束的量子和私人容量的所有单模相位不敏感玻色高斯信道。第一个上界，我们称之为“数据处理界”，是最简单的，是通过分解一个相位不敏感的通道作为一个纯损耗通道，其次是一个量子限制放大器通道。我们证明，数据处理的界限可以是最多1.45位大于已知的下限，这些能力的相位不敏感的高斯信道。我们还讨论了另一个数据处理上界。另外两个上界，我们称之为“$\varepsilon$ -可降解的约束”和“$\varepsilon$ -紧密可降解的约束”，建立使用的概念，以及能量约束的近似降解性。我们发现一个强大的限制任何潜在的超加性的相干信息的任何相位不敏感的高斯信道在低噪声制度，因为数据处理界是非常接近一个已知的下限在这种情况下。我们还发现，通过玻色子热通道的私人通信，通过采用编码方案，利用位移的热状态，提高可实现的速率。最后，我们证明了一个最佳的高斯输入状态的能量约束，广义信道发散的两个特定的高斯信道是双模压缩真空状态，饱和的能量约束。对于几个有趣的通道发散，例如钻石范数或Renyi通道发散，仍然开放的是确定在所有输入状态中，高斯状态是否是最佳的。
2018-06-15 cs.IT math.IT quant-ph
Low-ground/High ground capacity regions analysis for Bosonic Gaussian Channels
本文全面表征了信道级联导致的单模相位不敏感Gaussian Bosonic Channels间的联系，在其参数空间识别出低地和高地两个容量区域，并系统给出了结合已知上界与组合规则的量子和私有容量显式上界，改进了现有结果。
2024-09-26 quant-ph
Secure and Robust Identification via Classical-Quantum Channels
研究了经典量子信道（cq信道）在信道不确定性和隐私约束下的身份识别能力。准确地说，我们首先考虑复合无记忆cq-信道，并确定其识别能力;然后我们添加一个窃听者，考虑复合无记忆窃听cqq-信道，并确定其秘密识别能力。在第一种情况下（没有隐私），我们发现识别能力总是等于传输能力。在第二种情况下，我们发现一个二分法：要么保密容量（也称为私人容量）的信道是零，然后也是保密标识容量为零，或保密容量是积极的，然后保密标识容量等于传输容量的主信道没有窃听器。我们进行了相同的分析的情况下，任意变化的窃听cqq-信道（cqq-AVWC），类似的调查结果，并提出了几个意见的连续性和超加性的识别能力在后一种情况下。
2019-05-30 cs.IT math.IT quant-ph
Enhanced energy-constrained quantum communication over bosonic Gaussian channels
量子通信是量子信息科学的一个重要分支，它比经典通信具有更好的无条件安全性，是未来大规模量子网络的基石。实际量子通信信道中的噪声对各种量子通信任务的通信速率施加了根本限制。因此，识别或限制量子信道的量子容量是至关重要的。在这里，我们考虑高斯信道模型的能量损失和热噪声误差在现实的光学和微波通信信道和研究他们的各种量子容量在能量受限的情况下。我们提供了改进的下界，这些基本信道的各种能量约束的量子容量，并表明可以达到比以前认为的更高的通信速率。具体地说，我们表明，可以提高量子信息和私人经典信息的传输速率，通过使用相关的多模热态，而不是单模热态的相同的能量。
2020-01-23 quant-ph
Conditional channel simulation
在这项工作中，我们设计了一个特定的量子信道，这是基于使用的控制系统的模拟工具。这使我们能够模拟一个平均的量子信道，这是表示在一个系综的通道，即使当这些通道组件不联合隐形传态协变。这种设计也扩展到渐近模拟，连续合奏，和内存通道。作为一个应用程序，我们推导出相对熵的纠缠上界的私人通信在各种渠道，包括非高斯混合的玻色子有损通道。在其他结果中，我们还建立了双向量子和私人容量的所谓的“defrasure”通道。
2018-12-18 quant-ph
Private algebras in quantum information and infinite-dimensional complementarity
我们介绍了一个广义的框架，私人量子码使用冯诺依曼代数和交换子的结构。这自然会导致一个更一般的概念互补通道，我们用它来建立一个广义互补定理之间的私人和可纠正的子代数，适用于有限和无限维的设置。线性玻色子通道被认为是高斯量子信道的具体例子来说明新的框架与互补定理。
2015-10-22 math-ph math.MP math.OA
Finite-resource teleportation stretching for continuous-variable systems
我们展示了如何通过玻色子高斯信道的量子和私人通信的自适应协议可以简化为更容易的块版本，涉及有限能量的资源状态。这是通过结合早期设计的自适应块缩减技术来实现的[S. Pirandola等人，国家通信8，15043（2017）]，基于隐形传态拉伸和纠缠的相对熵，以及Liuzzo-Scorpo等人最近引入的高斯信道的替代模拟。119，120503（2017）]。通过这种方式，我们推导出弱逆上界的相位不敏感高斯信道的密钥容量，接近无限能量的最佳限制。我们的研究结果适用于点对点和中继器辅助的私人通信。
2018-07-16 quant-ph
Theory of channel simulation and bounds for private communication
我们回顾了最近的结果模拟的量子信道，减少自适应协议（隐形传态拉伸），量子和私人通信的逆边界的推导，建立在PLOB [Pirandola，Laurenza，Ottaviani，Banchi，arXiv：1510.08863]。首先，我们引入了一个一般的弱逆界私人通信的基础上的相对熵的纠缠。我们讨论了如何结合这个限制与信道模拟和隐形传态拉伸，PLOB建立了双向量子和几个基本信道的私人容量，包括玻色子有损信道。然后，我们提供了一个严格的证明，这些边界的强逆属性，通过采用正确使用的Braunstein-Kimble隐形传态协议的模拟玻色子高斯信道。该分析为后续论文WTB [Wilde，Tomamichel，Berta，arXiv：1602.08898]中提出的主张提供了充分的理由，否则高斯信道的上限将无限大。除了澄清在该地区的信道模拟和协议简化的贡献，我们还提出了一些概括的工具，其他纠缠措施和新的结果的最大多余的噪音，这是可以容忍的量子密钥分发。
2018-06-19 cond-mat.other math-ph math.MP
Noisy Feedback and Loss Unlimited Private Communication
爱丽丝正在通过玻色子窃听信道向鲍勃发送私人信息，并借助公共反馈信道，所有各方，包括完全量子装备的夏娃，都可以完全无噪声地访问该信道。我们发现，通过改变模型，Eve的第一轮反馈的副本被噪声破坏，这是迈向物理相关性的一步，容量可以显着增加。已知在无限输入光子数的限制下，相对于纯损耗玻色子信道的原始模型的私有容量最多为每模式$- \log(1-η)$比特，其中$η$是transmittance。这是一个非常悲观的结果，因为即使有任意大数量的输入光子，也存在有限的速率限制。我们称之为损失限制率。然而，在我们改变的模型中，我们发现我们可以实现每模式$(1/2) \log(1 + 4 ηN_S)$比特的速率，其中$N_S$是输入光子数。该速率与$N_S$不同，与原始模型的结果形成鲜明对比。这表明，窃听模型背后的物理考虑应该得到更认真的对待，因为它们可以创建对模型的可实现速率的强烈依赖性。因为通过对夏娃的看似无关紧要的削弱，我们获得了一个无限的损失率。我们的协议也适用于任意i.i.d. Eve在每一轮中注入的噪声（甚至不一定是高斯噪声），即使Eve可以访问初始传输和噪声的副本。协议的错误概率随块长度呈超指数衰减。
2018-01-11 cs.IT math.IT quant-ph
Energy-constrained two-way assisted private and quantum capacities of quantum channels
随着量子技术的快速发展，了解量子系统和协议的基本特征对于其有效实施至关重要。已经受到越来越多关注的特定通信设置与量子密钥分发和分布式量子计算有关。在这种情况下，一个量子信道将发送者连接到接收者，他们的目标是在任意本地操作和经典通信（LOCC）的帮助下提取密钥或纠缠。在这项工作中，我们建立了一个一般性的理论能量约束，LOCC辅助的量子信道的私人和量子容量，这是最大速率，在LOCC辅助的量子信道可以可靠地建立秘密密钥或纠缠，分别受到能量约束的信道输入状态。我们证明了一个通道的能量约束压缩纠缠是这些能力的上限。我们还明确证明了热态最大化了所有相位不敏感、单模输入玻色子高斯通道的挤压纠缠的弛豫，概括了之前工作的结果。在这样做之后，我们证明了在[Goodenough等人，New J.Phys.18，063005（2016）]导致玻色子热通道的能量约束秘密密钥协议容量的上界得到改进。然后，我们考虑一个多体设置，并证明了两个已知的多体广义的挤压纠缠实际上是相等的。最后，我们表明，能量约束，多体压缩纠缠在约束能量约束的本地中心辅助的私人和量子容量区域的量子广播信道中发挥了作用。
2018-06-07 cs.IT math.IT quant-ph
Assessing the performance of quantum repeaters for all phase-insensitive Gaussian bosonic channels
实验量子通信中最受欢迎的目标之一是实现量子中继器。量子中继器的性能可以通过将所获得的速率与直接传输的量子和私有容量进行比较来评估，并辅之以无限的经典双向通信。然而，这些量很难计算，从而激发了对上限的搜索。竹冈、古哈和王尔德发现，量子信道的压缩纠缠是这两种能力的上限。一般来说，仍然很难找到量子信道的压缩纠缠的确切值，但是聪明的次优压缩信道允许人们上限这个量，从而也是相应的容量。在这里，我们利用这个想法来获得任何相位不敏感的高斯玻色子通道的界限。这个界限允许人们对用于模拟跨光纤通信的大类通道的量子中继器的实现进行基准测试。特别是，我们的界限是适用于现实的情况下，有一个输入上的平均光子数的限制。此外，我们还证明了通道的压缩纠缠在通道集合中是凸的，并利用了量子信道的压缩纠缠与其纠缠辅助经典容量之间的联系。在此基础上，我们得到了$d$维擦除通道的精确压缩纠缠和双向辅助容量，以及振幅阻尼通道和所有量子比特泡利通道的边界。特别是，我们的边界改善了以前最有名的压缩纠缠上界的去极化通道。
2016-04-19 quant-ph
Converse bounds for private communication over quantum channels
本文建立了量子信道私有传输能力的几个逆界。主要的概念发展牢固地建立在私有状态的概念上，私有状态是一种强大的、独特的量子方法，用于将涉及局部操作和公共经典通信的隐私的三分图简化为涉及局部操作和经典通信的量子隐私的二分图。这种方法以前已经导致了一些最强的上限的秘密密钥速率，包括挤压纠缠和纠缠的相对熵。在这里，我们使用这种方法与“隐私测试”，以建立一个一般的元逆界的私人通信，它有一些应用程序。元逆允许证明任何量子信道的纠缠的相对熵是私人通信的强逆速率。对于协变信道，元逆也导致二阶扩展的相对熵的纠缠界限的私人通信速率。对于这样的信道，边界也适用于私人通信设置，其中发送方和接收方由无限的公共经典通信辅助，因此，它们与建立在这些信道上进行的量子密钥分发协议的各种逆边界有关。我们发现几个感兴趣的通道的精确表征，并应用该方法建立几个逆边界上的所有相位不敏感玻色子通道的私人传输能力。
2017-01-12 cs.IT math.IT quant-ph
Stochastic resonance in Gaussian quantum channels
我们确定的条件存在的随机共振在一个有损玻色子信道的非线性，阈值解码。当且仅当检测阈值在“禁止区间”之外时，发生随机共振效应。我们表明，它发生在不同的设置：当传输经典的消息通过一个有损玻色子信道，当传输在一个纠缠辅助有损玻色子信道，当歧视不同的损失参数的信道。此外，我们考虑一个设置中，随机共振发生在一个有损玻色子信道与特定的编码和解码的量子比特的传输。在所有情况下，我们假设高斯噪声的信号，并表明，它并不重要，发送者和接收者之间，引入这样的噪声。值得注意的是，当考虑私人通信的设置时，得到了不同的结果。在这种情况下，发送者和接收者之间的对称性被打破，并且“禁止间隔”可能消失，导致对于任何检测阈值的值的随机共振效应的发生。
2012-12-01 nlin.CD quant-ph
Non-Gaussian operations on bosonic modes of light: Photon-added Gaussian channels
我们提出了一个研究连续变量系统的玻色子非高斯信道的框架。我们的重点是一类通道，我们称之为光子加高斯通道，这是实验可行的与当前的量子光学技术。考虑这些通道的一个强烈动机是，对于连续变量量子信息处理中的许多任务，例如从高斯态的纠缠蒸馏和通用量子计算，必须超越高斯域。我们考虑的单模光子附加信道是通过使用双模分束器和压缩算子与光子附加施加到辅助端口产生的非高斯信道的家庭。对于每一个这样的通道，我们得出其运营商和表示，在本上下文中不可或缺的。我们观察到，这些通道是Fock保持（相干非生成）。然后，我们报告了两个例子的激活使用我们的方案的光子添加，量子光学非经典性在输出的通道，否则只输出经典状态和量子和私人通信能力，暗示在深远的应用量子光通信。此外，我们看到，有噪声的高斯信道可以表示为这些非高斯信道的凸混合。我们还提出了这些通道的其他物理和信息理论性质。
2017-06-05 physics.optics quant-ph
Quantum trade-off coding for bosonic communication
量子信道的折衷容量区域表征了发送方可以通过利用信道的许多独立使用以及相同资源的帮助来向接收方传送经典、量子和纠缠比特的最佳净速率。类似地，当无噪声资源是公共、私有和秘密密钥位时，可以考虑折衷容量区域。在[Phys. Rev. Lett. 108，140501（2012）]，我们确定了纯损耗玻色子信道的这些权衡速率区域，并证明了它们是最优的，只要长期存在的最小输出熵猜想是正确的。此外，我们还表明，与分时策略相比，权衡编码策略的性能增益可能非常显著。在本文中，我们提供了详细的推导结果宣布有，我们扩展这些想法的应用，热化和放大玻色子通道。我们还得出了一个“经验法则”的权衡编码，它决定了如何分配光子的编码策略，如果一个大的平均光子数是可用的通道输入。我们对玻色子放大通道的研究结果也适用于相对论量子信息理论中的“Unruh通道”。
2012-11-22 cs.IT math.IT quant-ph
Teleportation simulation of bosonic Gaussian channels: Strong and uniform convergence
我们考虑连续变量隐形传态的Braunstein-Kimble协议及其在玻色子信道模拟中的应用。我们讨论了该协议在各种拓扑结构（强，一致，有界一致）下的收敛性质，澄清了文献中一些典型的误解。然后，我们证明了一个任意的单模高斯信道的隐形传态模拟是一致收敛的信道，当且仅当其噪声矩阵是满秩的。然后在自适应协议中讨论各种形式的收敛，其中模拟误差必须通过“剥离”参数传播到协议的输出，遵循PLOB [arXiv：1510.08863]的技术。最后，作为应用程序的剥离参数和各种拓扑结构的收敛，我们提供了完整的严格证明最近声称的强逆界私人通信高斯信道。
2018-08-01 cond-mat.other math-ph math.MP
Information-theoretic aspects of the generalized amplitude damping channel
广义振幅阻尼通道（GADC）是基于超导电路的量子计算中的噪声源之一。它可以被看作是玻色子热通道的量子比特模拟，因此它可以用来模拟低温系统中存在背景噪声的有损过程。在这项工作中，我们提供了一个信息理论研究的GADC。我们首先确定的参数范围内的GADC是纠缠打破和范围内，它是抗降解。然后，我们建立了几个上界的经典，量子和私人的能力。这些界限是基于数据处理不等式和信息论量的一致连续性，以及其他技术。我们对GADC的量子容量的上限比最近在[Rosati等人，国家通信9，4339（2018）]，从而减小了下限和上限之间的差距。我们还建立上界的双向辅助量子和私人能力的GADC。这些边界是基于压缩纠缠，它们是通过构造特定的压缩通道来建立的。我们比较这些界限与最大雨信息界，互信息界，和另一个基于近似协方差的界。对于所有考虑的能力，我们发现，各种各样的技术是有用的，在建立界限。
2020-07-08 quant-ph
Energy-constrained two-way capacity bounds for noisy Gaussian channels
University of York（约克大学）
针对噪声玻色子高斯信道，提出统一自适应弱逆界，约束双向容量，在有限能量下改进现有界并量化可达性差距。
2026-10-15 math-ph math.MP physics.optics
Quantum Channel Capacities Per Unit Cost
在噪声信道上的通信通常是在这样的设置中进行的，在该设置中，到信道的不同输入符号产生一定的成本。例如，对于玻色子量子信道，与输入状态相关联的成本是光子的数量，其与消耗的能量成比例。在这种情况下，了解每笔费用可可靠传输的最大信息量通常是有用的。这被称为单位成本的能力。在本文中，我们推广的容量每单位成本的各种通信任务，涉及一个量子信道，如经典通信，纠缠辅助经典通信，私人通信和量子通信。对于每一个任务，我们定义相应的单位成本的能力，并推导出一个公式，它类似于通常的能力。此外，对于特殊的和自然的情况下，有一个零成本的状态，我们得到的表达式中的优化相对熵涉及零成本状态。对于每一个通信任务，我们构建了一个明确的脉冲位置调制编码方案，实现单位成本的容量。最后，我们计算各种玻色子高斯信道的每单位成本的容量，并引入块长度约束的概念，作为一个长期存在的问题，每单位成本的无限容量的解决方案。这激发了区块长度-成本二元性的想法，我们对此进行了深入的阐述。
2018-12-26 cs.IT math.IT quant-ph
Capacities of repeater-assisted quantum communications
我们考虑中继器辅助的量子和私人通信，从单个中继器链的基本场景到任意复杂的量子网络的一般情况，其中系统可以通过单个或多个路径路由。在这种情况下，我们调查的最终速率，两个终端方可以传输量子信息，分发纠缠，或产生密钥。这些端到端的能力是通过优化量子力学允许的最通用的自适应协议来定义的。结合量子信息和经典网络理论的方法，推导了任意量子信道连接的中继链和量子网络中端到端容量的单字母上界，建立了基本退相干模型下的精确公式，包括玻色子有损信道、量子限幅放大器、移相和擦除信道.对于相反的一部分，我们采用了一个量子网络，导致上限的相对熵的纠缠心灵传输启发模拟。对于下界，我们结合点到点量子协议与经典的网络算法。根据路由的类型（单个或多个），最佳策略对应于找到量子网络中最宽的路径或最大流量。我们的理论也可以扩展到多个收发器之间的同步量子通信。
2017-08-15 cond-mat.other math-ph math.MP
The squashed entanglement of a quantum channel
本文将量子信道的压缩纠缠定义为发送者和接收者分别在量子信道的输入和输出处可以注册的最大压缩纠缠。对Christandl和Winter提出的压缩纠缠测度，通过一个新的次可加性不等式，得到了一个量子信道的压缩纠缠是任意两个量子信道的张量积的可加函数的结论.更重要的是，这个新的次可加性不等式，以及Christandl，Winter等人的先前结果，建立了量子信道的压缩纠缠作为由无限前向和后向经典通信辅助的任何信道的量子通信容量的上限。一个类似的证明建立了这个量作为量子信道的私有容量的上限，该信道由无限的前向和后向公共经典通信辅助。后一个结果是相关的，作为在量子密钥分发中可实现的速率的限制。作为一个重要的应用，我们确定，这些能力永远不会超过log（（1+ η）/（1-η））的纯损耗玻色子信道的一部分η的输入光子使其平均输出。这些容量的最佳已知下限等于log（1/（1-eta））。因此，在eta << 1的高损耗状态下，这个新的上界表明对应于上述下界的协议几乎是最优的。
2014-01-21 cs.IT math.IT quant-ph
