Violating the Shannon capacity of metric graphs with entanglement
图G的香农容量是指在具有混淆性图G的噪声信道中,消息以零错误概率发送的最大渐近速率。这个被广泛研究的图形参数忽略了这样一个事实,即在原子尺度上,自然界的行为符合量子力学。纠缠,可以说是该理论中最违反直觉的特征,结果是在嘈杂的信道中进行通信的有用资源。最近,Leung,Mancinska,Matthews,Ozols和Roy [Comm. Math. Phys. 311,2012]给出了两个图的例子,其香农容量严格小于发送者和接收者具有纠缠量子系统时可达到的容量。在这里,我们给新的,可能是无限的,家庭的图形的纠缠能力超过香农容量。
2012-07-07 cs.IT math.CO math.IT
A Brief Introduction to Shannon's Information Theory
本文是对香农信息论的简要介绍。主要介绍了信息量、香农熵和信道容量的概念。所有这些概念都是在一个完全组合的味道。一些文献中通常没有涉及的问题也在这里讨论。特别是,我们表明,似乎我们可以定义不同的信道容量,这使我们能够潜在地在一个固定的足够长的时间内发送更多的消息。然而,对于携带有限数量的字母的信道,不幸的是,信道容量保持与香农极限相同。
2021-04-23 cs.IT math.CO math.IT
Symmetric Shannon capacity is the independence number minus 1
香农容量的对称变量的定义和计算。
2018-09-19 math.CO
Shannon Capacity and Related Graph Invariants for Lexicographic Products
Faculty of Mathematics, Technion–Israel Institute of Technology(以色列理工学院数学学院)
该研究分析图字典积下的Lovász θ函数、分数Haemers数和香农容量,证明相关乘性、超乘性性质,确定多类图乘积的香农容量并提出开放问题。
2026-09-01 cs.IT math.CO math.IT
Lean-verified lower bounds for the Shannon capacity of odd cycles
Centrum Wiskunde & Informatica(数学与计算机科学中心);Tilburg University(蒂尔堡大学);University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学)
该研究通过Gao的迭代程序,结合Itty等人的方法,在Lean中形式化得到了小型奇环C₇、C₁₁等的香农容量新下界。
2026-08-03 cs.IT math.CO math.IT
Characterising the Performance of XOR Games and the Shannon Capacity of Graphs
本文给出了两方{ \sc xor}博弈的量子局中人不能优于经典局中人的一组充要条件。对于任何这样的游戏,我们关联一个图,并检查其零错误通信能力。这使我们能够指定一个广泛的新的一类图的香农容量可以计算。这些条件也使新的家庭没有量子优势的游戏参数化,为任意输入概率分布到一定的对称性。在未来,这些可能会被用于信息论研究再现量子非局域关联集。
2014-06-17 cs.IT math.CO math.IT
An example showing that Schrijver's $\vartheta$-function need not upper bound the Shannon capacity of a graph
本文通过一个 32 顶点 Tanner 图的显式反例,证明 Schrijver 的 $\vartheta$-函数变体不一定是 Shannon 容量的上界,从而澄清了其与 Lovász $\vartheta$ 函数的重要区别。
2025-07-02 cs.IT math.CO math.IT
Shannon capacity and the categorical product
图的Shannon OR容量$C_{\rm OR}(G)$,即传统上比较常用的互补图的Shannon AND容量$G$,是对每对图都满足$C_{\rm OR}(F\times G)\le\min\{C_{\rm OR}(F),C_{\rm OR}(G)\}$的同态单调图参数,其中$F\times G$是图$F$和图$G$的范畴积.在这里,我们开始研究这样一个问题:在这种不平等中,我们什么时候可以期待平等。使用最近的一个强有力的结果Zuiddam,我们表明,如果这种“Hedetniemi型”的平等是不满足某些对图,然后类似的平等也不满足这个图对的一些其他的图形不变量,有一个更好的“行为”关于一些不同的图形操作。特别是,不像香农容量或色数,这另一个不变量是乘法下的OR-产品和加法下的连接操作,而它也是非减少沿图同态。我们还提出了一个自然的下界$C_{\rm OR}(F\times G)$和详细说明的问题,如何找到图形对,它是已知的严格小于,比上界$\min\{C_{\rm OR}(F),C_{\rm OR}(G)\}$。我们提出这样的图对使用佩利图的性质。
2019-11-03 cs.CC cs.IT math.CO
On the Shannon capacity of sums and products of graphs
令$Θ(G)$表示图$G$的香农容量。本文给出了不等式$Θ(G\sqcup H)>Θ(G)+Θ(H)$与不等式$Θ(G\boxtimes H)>Θ(G)Θ(H)$对任意图$G$与$H$的等价性的初等证明。Wigderson和Zuiddam [2022]使用Kadison-Dubois对偶和选择选择公理独立地证明了这一点。
2022-04-14 math.CO
The asymptotic spectrum of graphs and the Shannon capacity
本文引入了图的渐近图谱,并将Strassen(J.ReineAngew.)Math.1988),得到了图的香农容量的一个新的对偶刻画。图的渐进图谱中的元素包括Lovász theta数、分数团覆盖数、分数正交秩的补数和分数Haemers界。
2019-09-26 cs.DM math.CO
Polynomial Freiman-Ruzsa, Reed-Muller codes and Shannon capacity
Mathematics Institute, EPFL(EPFL数学研究所)
本文通过极化理论为Reed-Muller码建立框架,证明其在容量以下的局部误差趋于消失,并与多项式Freiman-Ruzsa猜想证明建立联系,同时提出新的组合学猜想。
2026-02-25 cs.IT math.CO math.IT
A Recursive Construction Improving the Lower Bound on the Shannon Capacity of $C_7$
该研究通过递归构造与乘积引理,结合不同维度小装置,从$C_7^5$的367大小独立集得到$C_7^{200}$的独立集,改进了$C_7$的香农容量下界。
2026-07-31 cs.IT math.CO math.IT
Improved lower bounds for the Shannon capacity of odd cycles
Worcester Polytechnic Institute(沃斯特理工学院)
研究通过与大语言模型迭代交互,在奇数圈\(C_7^{10}\)、\(C_{11}^{6}\)、\(C_{13}^{6}\)中构造独立集,改进了这些图香农容量的已知下界,还改进了几个奇数圈单个强幂独立数的已知下界。
2026-07-31 cs.AI cs.DM cs.IT
New Methods in Coding Theory: Error-Correcting Codes and the Shannon Capacity
在这篇论文中,我们提出了编码理论中关于纠错码和香农容量的几个结果。1.本文给出了编码理论中半定程序矩阵的一般对称约化。2.我们应用对称性减少有效地计算半定规划上限配备了汉明距离(联合工作与巴特Litjens和莱克斯Schrijver),与李距离和二进制等重码的非二进制纠错码。3.我们探索其他方法来找到新的上限与汉明距离的非二进制码,组合整除参数的基础上。4.我们研究的唯一性和分类的代码,使用半定规划求解器的输出。我们的大多数分类结果都与二进制Golay码的子码有关。这是与安德里斯·布劳威尔的合作。5.我们考虑循环图的香农容量。循环图$C_{d,q}$是顶点集为$\mathbb{Z}_q$(q阶循环群)的图,其中两个不同的顶点相邻当且仅当它们的距离(mod $q$)严格小于$d$。可以看出$C_{d,q}$的香农容量仅取决于分数q/d。证明了赋予每个有理数$q/d$以$C_{d,q}$的Shannon容量的函数在整数点$q/d$上是连续的.此外,我们给出了$7$ -圈的Shannon容量的一个新的下界.这是我和莱克斯·施里弗的合作这篇论文是写在阿姆斯特丹大学的监督下,莱克斯Schrijver。
2020-05-06 math.CO
On the normalized Shannon capacity of a union
令$G_1 \times G_2$表示图$G_1$和$G_2$的强积,即如果对于每个$i=1,2$,我们有$u_i=v_i$或$u_iv_i \in E(G_i)$,则在$V(G_1) \times V(G_2)$上的图$(u_1,u_2)$和$(v_1,v_2)$相邻。$G$的香农容量为$c(G) = \lim_{n\to \infty} α(G^n)^{1/n}$,其中$G^n$表示$G$的$n$ -倍强幂,$α(H)$表示图$H$的独立数. $G$的归一化香农容量是$C(G) = \frac {\log c(G)}{\log |V(G)|}$。Alon问是否对于每个$ε> 0$都有图$G$和$G'$满足$C(G), C(G') < ε$但具有$C(G + G') > 1 - ε$。我们证明答案是否定的。
2016-03-11 math.CO
Universality of asymptotic graph homomorphism
University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学);Vrije Universiteit Brussel(布鲁塞尔自由大学)
本文证明了渐近同态的顺序对于所有可数预序的通用性,并给出了基于渐近谱双重视域的新证明。
2025-12-05 cs.DM cs.IT math.CO
The asymptotic spectrum distance, graph limits, and the Shannon capacity
University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学)
本文基于渐近谱对偶性,提出渐近谱距离理论及图极限方法,通过构造收敛图序列来逼近香农容量,并应用于奇环得到新的下界。
2026-06-16 cs.DM math.CO math.FA
On a fractional version of Haemers' bound
在本文中,我们提出了一个分数版本的Haemers'界的香农容量,这是最初由于Blasiak。这个界是Haemers界和图的分数色数的共同加强。我们表明,这个分数的版本优于任何约束的香农容量,可以通过Haemers的约束。我们还表明,这个界限是乘法,不像Haemers的界限。
2018-12-13 cs.IT math.CO math.IT
The Shannon capacity of graph powers
Eindhoven University of Technology(埃因霍温理工大学);Universitat Politècnica de Catalunya(加泰罗尼亚理工大学);Barcelona Graduate School of Mathematics(巴塞罗那数学研究生学院)
本文利用谱图理论与线性优化研究图幂的 Shannon 容量上界,推广 Lovász 的比值型结果,并提出可由简单算法计算的多项式所确定的秩型界,辅以实验验证其紧性。
2025-10-17 math.CO
The $ρ$-Capacity of a Graph
受零错误广播问题的启发,我们引入了一个新的概念,称为$ρ$容量,推广了香农容量的图的容量。本文给出了任意图的$ρ$ -容量的上界和下界,并给出了正则图的Lovász-容量的上界.研究了图的$ρ$ -容量在两种图运算下的行为:强积和不交并。最后,我们研究了图的结构和它的$ρ$ -容量之间的关系。
2017-02-09 cs.IT math.CO math.IT
A group-theoretic approach to Shannon capacity of graphs and a limit theorem from lattice packings
本研究提出香农容量问题的群论方法,统一推广已有下界,强化环图极限结论至所有分数图,构造格结构独立集并规避了已知的线性构造障碍。
2025-06-17 cs.DM math.CO math.GR
On the Ratio of Shannon Numbers of Graphs
本文定义并研究图的相对分数独立数,证明其与两种构造方法等价,并给出图的 Shannon 容量等不变量之比的首个非平凡界及应用。
2024-12-09 cs.IT math.CO math.IT
Quantum asymptotic spectra of graphs and non-commutative graphs, and quantum Shannon capacities
我们研究量子版本的香农容量的图和非交换图。我们介绍了图的量子和纠缠辅助同态的渐近谱,我们介绍了非交换图的纠缠辅助同态的渐近谱。我们应用Strassen的谱定理(J. Reine Angew.数学,1988),以获得相应的香农容量和渐近前序的渐近谱的对偶特征。这项工作将Zuiddam(Combinatorica,2019)发起的对图的渐近谱的研究扩展到量子领域。然后,我们展示了新的量子渐近谱中的谱点,并讨论了它们与图的渐近谱的关系。特别地,我们证明了(分数)实和复Haemers界上界量子香农容量,其被定义为量子独立数的正则化(Mančinska和Roberson,J. Combin.理论系列B,2016),分数实和复Haemers边界是图的量子渐近谱中的元素。这与在某些有限域上定义的Haemers界限形成对比,Haemers界限可以严格小于量子香农容量。此外,由于Haemers界可以严格小于Lovász θ函数(Haemers,IEEE Trans.Inf.Theory,1979),我们发现量子香农容量和Lovász θ函数不一致。因此,量子信息理论中两个著名的命题不可能同时成立。
2020-10-18 cs.DM math.CO quant-ph
Strengthening Recursive Constructions for Zero-Error Shannon Capacity
School of Electrical, Computing and Software Engineering(电气、计算与软件工程学院);University of Arizona(亚利桑那大学)
本文针对零错误信息论中奇环香农容量的开放问题,通过异构改进递归构造,提升了7-环的香农容量下界,阐明了递归构造的通用原理。
2026-09-01 cs.IT cs.LG math.CO
An improved lower bound on the Shannon capacities of complements of odd cycles
本文改进 Bohman 和 Holzman 的结果,给出奇圈补图香农容量的更强下界,并揭示其与图 Ramsey 数研究的联系。
2025-03-10 cs.IT math.CO math.IT
Complexes, Graphs, Homotopy, Products and Shannon Capacity
有限抽象单纯复形G定义重心加细图phi(G)=(G,{(a,b),a子集b或b子集a})和连接图psi(G)=(G,{(a,b),a子集b不为空}).我们注意到从复形到图的函子phi和psi在象上都是可逆的(定理1),G,phi(G),psi(G)都有相同的自同构群,并且对应于phi(G)的Stanley-Reisner积和psi(G)的强Shannon积的G的笛卡儿积有乘积自同构群.其次,我们看到,如果G是重心加细,则phi(G)和psi(G)是图同伦的(定理2)。第三,如果gamma是几何实现函子,将其团复形的几何实现赋给复形或图,则gamma(G)和gamma(phi(G))和gamma(psi(G))对于重心精化单纯复形G都是经典同伦的(定理3)。在定理2和定理3中,重心假设是必要的。与复形的笛卡儿积的相容性表现在连通图的强图积上:如果两个图A,A '是同伦的,而B,B'是同伦的,则A. B与A '同伦. B '(定理4)导致同伦类图的交换环。最后,我们注意到(定理5),对于所有的单纯复形G以及乘积G = G_1 × G_2. xG_k,psi(G)的Shannon容量Theta(psi(G))等于G中零维集合的个数m. R ^m中的一个显式Lowasz伞导致Lowasz数theta(G)leq m,因此Theta(psi(G))= theta(psi(G))= m使得Th…
2020-12-14 cs.DM math.CO
Graph Entropy, Network Coding and Guessing games
我们介绍了有向图的(私有)熵(在新的网络编码意义上)以及许多相关概念。我们证明了一个有向图的熵与它的猜测数相同,并且可以用顶点数减去图的最短索引码的大小从下有界。我们表明,每个特定的多个单播网络的网络编码的可解性是完全确定的熵(以及由最短的索引代码)的有向图,通过识别每个源节点与每个相应的目标节点发生。香农信息不等式可以用来计算图的熵的上界以及计算最小索引码的大小。最近,一些新的所谓的非香农型信息不等式族已被发现。它已被证明,存在通信网络的能力严格小于所需的可解性,但这一事实不能使用香农的经典信息不等式。基于这一结果,我们表明,存在图的熵,不能只使用香农的经典信息不等式计算,并表明,更好的估计,可以通过使用某些非香农型信息不等式。
2007-11-27 cs.IT math.CO math.IT
The Haemers bound of noncommutative graphs
我们继续研究量子信道版本的香农的零错误容量问题。我们推广著名的Haemers绑定到非交换图(从量子信道)。我们证明了这个界的基本性质,如直和下的可加性和张量积下的次乘性。Haemers界上限的香农容量的非交换图,我们表明,它可以优于其他已知的上限,包括非交换类似物的Lovász θ函数(Duan Severini-Winter,IEEE Trans.通知。理论,2013和Boreland-Todorov-Winter,arXiv,2019)。
2020-02-07 math.CO quant-ph
On the Non-Adaptive Zero-Error Capacity of the Discrete Memoryless Two-Way Channel
我们研究的问题,在一个离散的无记忆的双向通道使用非自适应计划,零概率的错误准则。基于随机编码、线性规划、线性码和图的渐近谱,我们推导出了零误差容量区域的单字母内界和外界。除其他外,我们提供了一个单字母的外部边界的基础上结合香农的消失误差容量区域和双向模拟的线性规划界的点对点通道,这与单向的情况下,一般是优于两者。此外,我们通过图的渐近谱建立了双向信道的零差错容量区域的外界,并证明了在某些情况下可以实现该界。
2021-09-10 cs.DM cs.IT math.CO
Complexity and capacity bounds for quantum channels
我们推广了一些著名的图形参数的运营商系统,考虑其潜在的量子信道。特别地,我们引入量子复杂度作为量子信道需要实现给定的算子系统作为其非交换混淆图的最小共域希尔伯特空间的维度。我们将量子复杂性描述为广义最小半定秩,在图算子系统的情况下,描述为量子交叉数。量子复杂性和一个密切相关的量子版本的正交秩原来是上界的香农零错误容量的量子信道,我们构建的例子,这些边界击败了最好的先前已知的一般上限的容量的量子信道,给出了量子Lovász θ数。
2017-10-17 cs.IT math.CO math.IT
Graph powers, Delsarte, Hoffman, Ramsey and Shannon
图$G$的$k$ -次$p$ -幂是顶点集$V(G)^k$上的图,其中两个$k$ -元组相邻当且仅当它们在$G$中相邻的坐标的个数不全等于0模$p$ . $G$的幂团数在顶点数上是多对数的,因此在其$p$ -幂中具有小独立数的图不包含大的齐次子集。我们提供了代数上界的渐近行为的独立数的权力,解决一个猜想的阿隆和Lubetzky高达2的因素。对于某些图的精确界,我们应用Delsarte的线性规划界和Hoffman的特征值界。最后,我们表明,对于任何非平凡的图$G$,可以指出特定的诱导子图的大$p$ -权力的$G$既没有一个大集团,也没有一个大的独立集。我们证明了$\bar{G}$的香农容量越大,这些子图也越大,如果$G$是完全图,那么$G$的某些$p$ -幂匹配Frankl-Wilson Ramsey构造的边界,并且实际上是该构造的变体的子图。
2006-08-01 math.CO