Classical-Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Ahlswede dichotomy, Positivity, Resources, Super Activation
我们建立Ahlswede二分法任意变化的经典量子窃听信道。这意味着，任意变化的经典量子窃听信道的确定性保密容量要么为零，要么等于其随机辅助保密容量。分析了任意变化的经典量子窃听信道在发送方和接收方使用不同资源时的保密容量。事实证明，具有随机性，公共随机性和相关性作为资源对于实现任意变化的经典量子窃听信道的正确定性保密容量非常有帮助。我们证明了任意变化的经典量子窃听信道的超激活现象，即，如果我们使用两个任意变化的经典量子窃听信道，两者都具有零确定性保密容量，它们允许完美的安全传输。
2016-08-11 cs.IT math.IT quant-ph
Network information theory for classical-quantum channels
网络信息论是研究涉及多个中继站、多个接收机和中间中继站的通信问题。本论文的目的是将经典网络信息论的主要思想推广到经典-量子信道的研究中。我们证明了量子多址信道、量子干扰信道、量子广播信道和量子中继信道的编码定理。通信信道的量子模型更准确地描述了信道传输信息的能力。通过使用物理上忠实的信道输出和检测过程的模型，我们获得了更好的通信速率比可能使用一个经典的策略。在这篇论文中，我们对经典信息的传输感兴趣，所以我们将注意力限制在经典-量子信道的研究上。这些信道具有经典输入和量子输出，因此我们提出的编码定理将使用经典编码和量子解码。我们研究的渐近制度，其中许多副本的通道并行使用，并假设使用是独立的。在这种情况下，我们可以利用信息理论技术来计算任何信道的无差错通信的最大速率，给定该信道上的噪声统计。这些理论界可以作为一个基准，以评估实际的通信协议所实现的速率。本论文的大部分结果考虑了有限维输出系统的经典-量子信道，它类似于经典的离散无记忆信道。在最后一章中，我们将展示我们的结果在实际光通信场景中的一些应用，其中信息被编码在连续的量子自由度中，这类似于具有高斯噪声的经典信道。
2012-08-21 cs.IT math.IT quant-ph
Universal classical-quantum superposition coding and universal classical-quantum multiple access channel coding
利用类型方法的广义包装引理，我们得到了通用的经典量子叠加码和通用的经典量子多址信道码。利用我们的经典-量子通用叠加码，我们建立了一个经典-量子复合广播信道的容量区域与退化的消息集。我们的通用经典量子多址信道码有两种类型的代码。一种是具有联合解码的码，另一种是具有单独解码的码。前者普遍实现容量域的角点，后者普遍实现容量域的一般点。将后者的通用代码与已有的结果通过量子推理过程相结合。18，246（2019），我们建立了经典-量子复合多址信道容量区域的单字母公式。
2021-05-06 cs.IT math.IT 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
Bounding the forward classical capacity of bipartite quantum channels
本文为二部量子信道提出多种前向经典通信度量，证明其可作为前向经典容量及经典反馈辅助点到点容量的上界，且部分度量可由半定规划计算。
2023-01-06 cs.IT math.IT quant-ph
The Simultaneous Identification Capacity of the Classical--Quantum Multiple Access Channel
在这里，我们讨论的消息识别，一个问题正式的鲁道夫Ahlswede和冈特Dueck，在一个经典的量子多址接入信道与两个经典的双工器和一个量子接收器。我们表明，同时识别能力，由彼得Löber定义的能力，这个多址信道是等于其消息传输容量区域。
2018-12-08 cs.IT math.IT quant-ph
Analytical calculation formulas for capacities of classical and classical-quantum channels
针对经典及经典-量子信道容量计算依赖迭代的问题，本文提出无需迭代的解析公式，可直接给出精确最优容量值。
2023-02-14 cs.IT math.IT 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
Generalized Perfect Codes for Symmetric Classical-Quantum Channels
我们定义了一类新的对称经典量子信道码族，并证明了它们的最优性。为此，我们扩展了经典的广义完美和准完美码的概念，定义在一些有限维复希尔伯特输出空间的通道。所得到的最优性条件取决于所考虑的信道和在信道的输出空间上定义的辅助状态。对于某些$N$ -量子比特经典量子信道，我们表明，基于贝尔态的推广的代码是准完美的，因此，它们具有相同块长度和基数的所有代码之间的最小错误概率。
2020-07-15 cs.IT math.IT quant-ph
Entanglement-assisted classical capacities of compound and arbitrarily varying quantum channels
本文研究了无记忆任意变化的复合量子信道在纠缠辅助下的经典信息传输。在这两种情况下，我们证明了一般的编码定理以及相应的弱逆界。在这种方式中，我们得到的纠缠辅助的经典容量为两个通道模型的单字母表征。此外，我们还证明了对于某些复合量子信道，纠缠辅助的经典容量在平均和最大误差准则下并不表现出强的逆性质。对于任意变化的量子信道，与纠缠辅助经典容量的强逆命题确实成立。
2017-01-25 cs.IT math.IT quant-ph
Classical-Quantum Channel Resolvability Using Matrix Multiplicative Weight Update Algorithm
Tokyo University of Agriculture and Technology（东京农工大学）
本文提出使用矩阵乘法权重更新算法通过确定性编码证明经典-量子信道的可分辨性，首次实现了该领域的突破性进展。
2026-01-18 cs.IT math.IT quant-ph
Classical State Masking over a Quantum Channel
当编码器可以测量信道边信息（CSI）并且需要从解码器屏蔽关于量子信道状态的信息时，考虑在量子态相关信道上的经典信息的传输。在该量子设置中，隐藏CSI测量也是必要的。导出了掩蔽模糊域的正则化公式，并对一类测量通道建立了完整的刻画。
2022-01-04 cs.IT math.IT quant-ph
On the One-Shot Zero-Error Classical Capacity of Classical-Quantum Channels Assisted by Quantum Non-signalling Correlations
Duan和Winter研究了在量子非信号关联辅助下的量子信道的单次零差错经典容量问题，并将该问题表示为只依赖于信道的Kraus算子空间的半定规划.对于经典量子信道，他们证明了在量子非信号相关性的辅助下，在所有具有混淆图$G$的经典量子信道上最小化的渐近零误差经典容量正好是$\log \vartheta(G)$，其中$\vartheta(G)$是著名的Lovász θ函数。本文证明了由等长分圆陪集定义的循环图$G$导出的经典-量子信道的单次容量为$\log \lfloor \vartheta(G) \rfloor$，这进一步暗示了它的渐近容量为$\log \vartheta(G)$ .这类图包括奇长圈图、素顶点的Paley图和素顶点的肘剩余图。其他图形的例子也进行了讨论。这赋予Lovász $θ$函数更直接的操作意义。
2016-08-16 cs.IT math.IT quant-ph
Quasi-Superactivation of Classical Capacity of Zero-Capacity Quantum Channels
量子香农理论最近最令人惊讶的结果之一是量子信道的量子容量的超激活。这种现象的根源在于信道容量的可加性的极端违反，并且使得能够在零容量量子信道上可靠地传输量子信息。在这项工作中，我们证明了一个类似的效果，以前被认为是不可能的量子信道的经典容量。我们证明了非零的经典容量可以实现所有的零容量量子信道，它只需要一个基本的光子-原子相互作用过程的帮助-受激发射。
2012-08-02 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum non-signalling assisted zero-error classical capacity of qubit channels
在本文中，我们显式地评估了单次量子无信号辅助零错误的经典容量$\M_0^{\mathrm{QNS}}$的量子比特信道。特别是，我们表明，对于nonunital量子比特信道，$\M_0^{\mathrm{QNS}}=1$，这意味着在一次设置，nonunital量子比特信道不能传输任何信息的错误概率为零，即使在量子非信令相关性的帮助下。此外，我们还证明了对于量子比特信道，$\M_0^{\mathrm{QNS}}$等于一次性纠缠辅助的零错误经典容量。这意味着，对于单次使用量子比特信道，量子非信号关联并不比共享纠缠更强大。
2015-10-20 cs.IT math.IT quant-ph
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。
2017-12-18 cs.IT math.IT quant-ph
Channel capacities of classical and quantum list decoding
我们专注于经典和量子列表解码。Nishimura在链表数目不按指数增长的情况下得到了链表译码的容量。然而，指数列表的情况下的容量是开放的，即使在经典的情况下，而它的逆部分是由Nishimura。我们推导出信道容量在经典和量子的情况下，指数增长的列表。量子情形的逆部分是通过修改Nagaoka对信道容量强逆定理的简单证明而得到的。直接部分是由一个非常简单的论点推导出来的。
2006-03-21 cs.IT math.IT quant-ph
Polar Codes for Erasure and Unital Classical-Quantum Markovian Channels
IIT Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；Centre for Quantum Information, Communication and Computing (CQuICC), IIT Madras（印度理工学院马德拉斯分校量子信息、通信与计算中心）
该研究证明极码在具有记忆的经典-量子马尔可夫信道中能够达到容量，适用于量子比特擦除和单位噪声模型。
2025-07-18 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum Entanglement Assistance Improves the Capacity and Activates the Zero-Error Capacity of Classical Channels with Causal CSIT
University of California Irvine（加州大学尔湾分校）
研究显示，在存在因果信道状态信息的情况下，量子纠缠可提升经典信道容量并激活零错误容量。
2026-03-20 cs.IT math.IT quant-ph
Superactivation of the Asymptotic Zero-Error Classical Capacity of a Quantum Channel
量子信道的零错误经典容量是它可以用来完美地发送经典比特的渐近速率，以便它们可以以零错误概率被解码。我们证明了存在成对的量子信道，其中任何一个都不具有任何零错误容量（即使可以任意多次使用信道），但是即使访问两个信道的一个副本，也可以完全可靠地发送经典信息。换句话说，我们证明了零错误经典容量可以被超激活。这个结果是量子信道经典容量超激活的第一个例子。
2011-09-12 cs.IT math.IT quant-ph
Bounding and Estimating the Classical Information Rate of Quantum Channels with Memory
该研究针对有限维有记忆量子信道的经典通信场景，提出信息率估计算法与基于辅助信道的定界方法，扩展了经典有限状态机信道的相关算法，采用数据驱动方式学习辅助信道，无需已知真实信道模型。
2020-02-17 cs.IT math.IT quant-ph
An improved rate region for the classical-quantum broadcast channel
我们提出了一个新的可达速率区域的两用户二进制输入的经典量子广播信道。其结果是经典的Marton-Gelfand-Pinsker区域的推广，并且可证明大于经典量子广播信道的最佳先前已知速率区域。可扩展性的证明是基于最近引入的极化编码方案及其对量子网络信息论的推广。
2015-01-29 cs.IT math.IT quant-ph
Exponent for classical-quantum multiple access channel
本文给出了经典量子多址信道平均差错概率指数的一个下界，这意味着对于容量区域内的所有速率对，一个具有指数差错概率的码都是可实现的。从而重新得到了直接编码定理。
2017-02-07 cs.IT math.IT 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
On the Concavity of Auxiliary Function in Classical-Quantum Channels
经典信道的辅助函数出现在两个基本量中，这两个基本量分别限定了错误概率的上限和下限。辅助函数的一个重要性质是它的二阶性，这导致了有限块长度分析中的几个重要结果。本文证明了经典量子信道的辅助函数也具有同样的凹性，推广了以前的部分结果。在我们的证明的关键组成部分是一个美丽的结果的几何平均运算符。
2016-02-10 cs.IT math.IT quant-ph
On Finite-Blocklength Noisy Classical-Quantum Channel Coding With Amplitude Damping Errors
本文研究振幅阻尼信道上的有限块长经典-量子编码，证明朴素未编码方法无优势，并提出结合经典纠错码与量子输入态的编码策略以实现量子性能增益。
2025-09-18 cs.IT math.IT quant-ph
A Minimax Converse for Quantum Channel Coding
本文证明了发送端和接收端之间的正部分转置信道辅助下的量子信道编码的一次“极小极大”逆界。该约束是类似的精神，由Polyanskiy，穷人，和Verdu [IEEE的反。Theory 56，2307-2359（2010）]，并且还享有使得优化的顺序能够互换的鞍点性质。等价地，该界可以表示为满足强对偶的半定规划。边界的凸性质意味着通道对称性可以大大简化优化，使我们能够显式计算几个简单量子比特通道的有限块长度行为。特别是，我们发现，有限的块长度逆语句的经典擦除通道适用于辅助量子擦除通道，而经典的二进制对称通道的界限适用于辅助退相和去极化通道。这意味着这些量子比特通道继承了关于大块长度的渐近极限的陈述，例如强逆或二阶逆速率，从它们的经典对应物。此外，对于失相信道，有限块长度界限与经典二进制对称信道的有限块长度界限一样紧，因为经典相位误差的编码产生等效执行的无辅助量子码。
2015-05-29 cs.IT math.IT quant-ph
Optimal Throughput for Covert Communication Over a Classical-Quantum Channel
本文考虑了无记忆经典量子窃听信道中的通信问题，该信道中的窃听者不应该知道合法方是否正在使用该信道进行通信。具体地，当发送码字时和当不提供输入时，窃听者处的输出量子态之间的相对熵必须足够小。扩展早期的工作，本文证明了“平方根定律”的一个广泛的类的经典量子信道：最大量的信息，可以可靠地和隐蔽地传输在$n$使用这样的信道规模像$\sqrt{n}$。还确定了标度常数。
2017-03-07 cs.IT math.IT quant-ph
Sphere-Packing Bound for Symmetric Classical-Quantum Channels
我们提供了一个球包装下界的最佳错误概率在有限块长度编码时，在一个对称的经典量子信道。我们的结果表明，前置因子可以显着改善，从次指数的阶多项式。所建立的前因子本质上是最优的，因为它匹配经典情况下最佳已知的随机编码上限。我们的方法依赖于一个尖锐的浓度不等式在强大偏差理论和关键性质的误差指数函数。
2017-01-15 cs.IT math.IT quant-ph
Strong converse for the classical capacity of optical quantum communication channels
我们建立的经典容量的光学量子信道之间的急剧过渡制度-这是一个错误的制度，通信速率低于容量，和其他的概率正确解码的经典消息收敛到零，如果通信速率超过经典容量。这一结果是通过证明所有相位不敏感玻色高斯信道的经典容量的强逆定理而获得的，玻色高斯信道是光量子通信信道的一个完善模型，例如有耗光纤，放大器和自由空间通信。该定理在特定的光子数占据约束下成立，我们在本文中详细描述了这一点。我们的研究结果支持了对这些通道的经典容量的理解，并为应用开辟了道路，例如证明具有光链路的密码学的噪声量子存储模型的安全性。
2015-02-11 cs.IT math.IT quant-ph
Hadamard quantum broadcast channels
我们考虑三种不同的量子广播信道的通信任务，我们确定这些不同的任务的Hadamard广播信道的容量区域。我们定义一个阿达玛广播信道是这样的，从发送者到接收者之一的信道是纠缠打破和从发送者到另一个接收者的信道是互补的。因此，该信道是降级的广播信道的量子推广，这在经典信息论中是众所周知的。我们考虑的第一个通信任务是对两个接收器的经典通信，第二个是对较强接收器的量子通信和对另一个的经典通信，第三个是对较强接收器的纠缠辅助的经典通信和对另一个的无辅助的经典通信。阿达玛广播信道的结构在我们的分析中起着至关重要的作用：较弱的接收器的信道可以通过在较强的接收器的系统上执行测量信道来模拟，然后是准备信道。因此，我们可以将测量通道的经典输出作为辅助变量，并解决阿达玛广播通道的所有三个上述容量，以这种方式避免与量子辅助变量相关的已知困难。
2017-08-13 cs.IT math.IT quant-ph
Classical - Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Common Randomness Assisted Code and Continuity
确定了任意变化的经典-量子窃听信道在公共随机辅助编码下的保密容量，并进一步确定了从发送者到合法接收者是复合的，从发送者到窃听者是任意变化的混合信道模型的保密容量.作为一个应用程序，我们检查时的保密能力是一个系统参数的连续函数，并表明，资源，即，能够接触到随机实验结果的完美副本。有助于信道稳定。
2016-12-29 cs.IT math.IT quant-ph
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
Polar Codes for Arbitrary Classical-Quantum Channels and Arbitrary cq-MACs
我们证明了任意经典量子（cq）信道的极化定理。输入字母表被赋予一个任意的阿贝尔群运算，并使用该运算应用一个Arıkan风格的变换。它示出，作为极化步骤的数量变得很大，合成CQ-信道的确定性同态信道的项目，其输入到一个商组的输入字母表。这个结果被用来构造极性码的任意cq信道和任意经典量子多址接入信道（cq-MAC）。编码器可以在$O(N\log N)$操作中实现，其中$N$是代码的块长度。提出了一种构造码的量子连续相消译码器。结果表明，该解码器的错误概率衰减速度比$2^{-N^β}$任何$β<\frac{1}{2}$。
2017-01-12 cs.IT math.IT quant-ph
Arbitrarily varying and compound classical-quantum channels and a note on quantum zero-error capacities
我们考虑复合以及任意变化的经典量子信道模型。对于经典-量子复合信道，给出了编码定理直接部分的初等证明。在平均误差准则下，建立了该命题的弱逆.我们使用这个结果连同鲁棒化和消除技术开发的Ahlswede为了给一个有限的经典量子任意变化的信道的编码定理的直接部分的另一种证明与成功的标准是平均错误概率。此外，我们还证明了在这种情况下随机编码容量的强逆，定义了最大错误概率的对称性概念，并证明了最大错误概率准则下的消息传输容量为零的充要条件。最后，它表明，零错误容量和某些任意变化的信道之间的连接，就像在量子信道的情况下，只有部分有效的经典量子信道。
2012-09-28 cs.IT math.IT quant-ph
Public and private resource trade-offs for a quantum channel
柯林斯和波佩斯库在经典和量子信息理论中的几个资源之间实现了一个强有力的类比。科林斯-波佩斯库类比指出，公共经典通信、私人经典通信和密钥之间的相互作用有点类似于经典通信、量子通信和纠缠的相互作用。本文讨论了噪声量子信道的情况下，这种类比的信息论处理。我们确定了一个量子信道与公共经典通信，私人经典通信和秘密密钥的无噪声资源相互作用的容量区域。然后，我们比较这个区域与经典的量子纠缠区从我们以前的努力，并明确观察纠缠的强相关性和缺乏一个超密集的编码协议在公共-私人-秘密密钥设置的信息理论的后果。该区域简化了几个现实的，物理动机的通道，如纠缠破坏通道，阿达玛通道，量子擦除通道，我们能够计算和绘制这些通道的几个例子的区域。
2012-06-25 cs.IT math.IT quant-ph
Exponents for classical-quantum channel simulation in purified distance
本文确定了纠缠辅助经典-量子信道模拟在纯化距离下的精确误差和强逆指数，通过渐近展开元逆界并利用量子保真度等工具解决了非交换性问题。
2024-10-14 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum Broadcast Channels with Mutually Confidential Messages
Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Department of Combinatorics and Optimization, University of Waterloo（滑铁卢大学组合数学与优化系）；Department of Applied Mathematics, University of Waterloo（滑铁卢大学应用数学系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀蒂默研究所）；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）
研究量子广播信道中两个接收者互保密的经典消息传输，提出Marton型内界和二分经典-量子可分辨性定理，证明保密容量区域，并展示保密经典通信与量子传输的分离现象。
2026-09-23 cs.IT math.IT quant-ph
Universality Sacrifices Reliability in Classical-Quantum Channel Coding
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；International Quantum Academy（国际量子学院）；Nagoya University（名古屋大学）；National Taiwan University（台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences, Taiwan（台湾理论科学中心）；Hon Hai (Foxconn) Quantum Computing Center（鸿海（富士康）量子计算中心）
研究表明，经典-量子信道中普适编码无法达到已知信道的最优可靠性，其最优普适可靠性由夹逼Rényi散度刻画，揭示了普适性的可靠性代价。
2026-10-02 cs.IT math.IT quant-ph
Belief Propagation with Quantum Messages for Symmetric Classical-Quantum Channels
置信传播（BP）是一种经典的算法，它通过在图中相邻节点之间传递消息来近似与因子图相关联的边缘分布。它在20世纪90年代作为LDPC码的强大解码算法而流行。在2016年，Renes介绍了一种量子消息置信传播（BPQM），并描述了如何将其用于解码通过经典量子纯态信道发送的树因子图定义的经典代码。在这项工作中，我们提出了一个扩展的BPQM一般二进制输入对称经典量子（BSCQ）信道的基础上实现的对称“成对测量”。虽然这种新的成对测量BPQM（PMBPQM）方法一般是次优的，它提供了一个具体的BPQM解码器，可以实现本地操作。
2022-07-11 cs.IT math.IT quant-ph
Classical simulations of communication channels
我们调查是否可以模拟某些非经典的通信信道的经典信道与给定数量的状态和一个给定的“量”的噪声。证明了任何有噪声的量子信道都可以用一个具有“等量”噪声的经典信道来模拟。一般概率信道的经典模拟也进行了研究。
2022-06-22 cs.IT math-ph math.IT
Information Geometric Superactivation of Asymptotic Quantum Capacity and Classical Zero-Error Capacity of Zero-Capacity Quantum Channels
零容量量子信道的超激活使得在输出端使用具有正联合容量的两个零容量量子信道成为可能。目前，我们没有理论背景来描述超活跃零容量信道的所有可能组合;因此，可能存在许多其他可能的组合。在这篇博士论文中，我提供了一个超激活问题的算法解决方案，并证明了超激活效应的根源是信息几何问题。
2013-03-05 cs.IT math.IT quant-ph
Message Transmission over Classical Quantum Channels with a Jammer with Side Information: Message Transmission Capacity and Resources
在本文中，我们提出了一个新的模型，任意变化的经典量子信道。在该模型中，干扰机具有边信息。我们考虑两种情况。在第一种情况下，干扰器知道信道输入，而在第二种情况下，干扰器知道信道输入和消息。发送器和接收器共享密钥速率为零的秘密随机密钥。我们确定这两种情况下的平均和最大误差标准的能力。我们还建立了强逆。我们表明，所有这些相应的能力是相等的，这意味着，另外透露的消息的干扰机不会改变的能力。
2018-01-31 cs.IT math.IT quant-ph
Classical codes for quantum broadcast channels
我们提出了两种方法来传输经典信息的量子广播信道。第一种技术是经典广播信道的叠加编码方案的量子推广。我们使用量子同时非唯一解码器，并获得[Yard et al.，IEEE Trans.Inf.Theory 57（10），2011]。我们的第二个结果是量子推广的马顿编码方案。量子马顿区域的误差分析利用了我们早期工作中的思想和Radhakrishnan等人最近在arXiv：1410.3248中提出的思想。这两个结果都利用了在量子干涉信道的背景下开发的量子同时解码的最新进展。
2015-10-15 cs.IT math.IT quant-ph
Commitment capacity of classical-quantum channels
研究了经典量子信道的承诺方案。为了实现这一点，我们定义了各种概念的承诺能力，这些渠道，并证明它的条件熵匹配的上限和下限。我们的可验证性（下限）证明是量子推广的工作的作者之一（arXiv：2103.11548），其中研究的问题，安全列表解码及其应用的位串承诺。我们使用的技术证明的逆（上限）是类似的精神，冬季，Nascimento和今井（密码学和编码2003年）介绍的技术，以证明上界的承诺能力的经典渠道。然而，将这种技术推广到量子情况并不那么简单，需要一些新的结构，这可能是独立的利益。
2022-05-05 cs.IT math.IT quant-ph
A Survey on Quantum Channel Capacities
量子信息处理利用信息的量子性质。它在计算机科学领域提供了全新的解决方案，并将可能性扩展到经典通信系统无法想象的水平。对于量子通信信道，许多新的容量定义相比于经典的同行。量子信道可以用来实现经典信息的传输，也可以用来传递量子信息，如量子纠缠。在这里，我们回顾量子通信信道的性质，各种容量的措施和经典和量子信道之间的根本区别。
2018-01-06 cs.IT math.IT quant-ph
One-shot Marton inner bound for classical-quantum broadcast channel
我们考虑一个发送者和两个接收者的经典量子广播信道上的通信问题。推广经典的内界所示的Marton和最近的量子渐近版本所示的Savov和Wilde，我们得到了单次内界的量子设置。我们的界限表示在光滑的最小和最大Renyi分歧。我们得到这些结果使用不同的分析的随机码本参数，并采用一个新的一次性经典的相互覆盖参数的基础上拒绝采样。这些结果充分证明了Savov和Wilde在经典量子渐近iid设置中的主张;这些技术在信息谱设置中也产生了类似的界限。
2015-02-27 cs.IT math.IT quant-ph
Constant Compositions in the Sphere Packing Bound for Classical-Quantum Channels
由香农、加拉格尔和伯莱坎普给出的球形填充边界最近被扩展到经典量子信道，并且表明这为将概率方法与一些组合方法（如Lovász theta函数）相结合创造了一个自然的环境。在本文中，我们将研究的情况下，常数复合码。我们首先将经典量子通道的球填充界扩展到这种情况，然后证明所得到的结果与Marton研究的Lovász θ函数的变化有关。然后，我们提出了一个进一步的扩展的情况下，不同的渠道和码字与一个恒定的条件组合给定一个特定的序列。然后将此扩展应用于辅助通道以推导出可以被解释为Elias界的扩展的界。
2015-09-02 cs.IT math.IT quant-ph
Strong converse exponents for the feedback-assisted classical capacity of entanglement-breaking channels
量子纠缠可以用在通信方案中，以建立连续信道输入之间的相关性，这是经典手段所不可能的。众所周知，这种纠缠编码方案可以增强量子信道的经典容量，但情况并非总是如此。在本文中，我们证明了一个强逆定理持有的纠缠打破通道的经典容量，即使它是由一个经典的反馈链路从接收机到发射机的协助。在这样做时，我们确定了一个强逆指数，这决定了指数衰减率的成功概率趋于零，一个序列的代码与通信速率超过能力的约束。证明一个强逆，以及可互换性定理，表明经典容量是可靠和不可靠的通信制度之间的一个尖锐的边界。我们证明的主要工具之一是夹心Renyi相对熵。相同的证明方法是用来推导出一个指数界的成功概率时，在任意的量子信道的经典反馈的帮助下，只要发射机不使用纠缠编码方案进行通信。
2017-11-03 cs.IT math.IT quant-ph
Unital Qubit Queue-channels: Classical Capacity and Product Decoding
在量子网络中的缓冲的背景下自然地出现量子噪声信道，其中量子态所遭受的噪声取决于在缓冲器中等待所花费的时间。已经表明，加性双信道的经典容量的上界具有简单的表达式，并且对于擦除和去极化信道是可实现的[IEEE JSAIT，1（2）：432-444]。本文讨论了单位量子比特纠缠信道的经典容量，并证明了简单的乘积（非纠缠）解码策略是实现容量的。作为一个中间结果，我们推导出一个显式的容量实现产品解码策略的任何i.i.d.单位量子比特通道，这可能是独立的利益。作为一个重要的特殊情况，我们还推导出了对称广义振幅阻尼（GAD）码元信道的容量和最优译码策略。我们的研究结果为设计实用的量子通信网络提供了有用的见解，并强调了明确建模缓冲影响的必要性。
2022-10-26 cs.IT math.IT quant-ph
Properties of the Quantum Channel
量子信息处理利用信息的量子性质。它在计算机科学领域提供了全新的解决方案，并将可能性扩展到经典通信系统无法想象的水平。对于量子通信信道，许多新的容量定义相比于经典的同行。量子信道可以用来实现经典信息的传输，也可以用来传递量子信息，如量子纠缠。在本文中，我们概述了量子通信信道的性质，各种容量的措施和经典和量子信道之间的根本区别。
2012-09-29 cs.IT math.IT quant-ph
Constant Compositions in the Sphere Packing Bound for Classical-Quantum Channels
由香农、加拉格尔和伯莱坎普给出的球形填充边界最近被扩展到经典量子信道，并且表明这为将概率方法与一些组合方法（如Lovász theta函数）相结合创造了一个自然的环境。在本文中，我们将研究的情况下，常数复合码。我们首先将经典量子通道的球填充界扩展到这种情况，然后证明所得到的结果与Marton研究的Lovász θ函数的变化有关。然后，我们提出了一个进一步的扩展的情况下，不同的渠道和码字与一个恒定的条件组合给定一个特定的序列。然后将此扩展应用于辅助通道以推导出可以被解释为Elias界的扩展的界。
2014-04-28 cs.IT math.IT quant-ph
Classical Capacities of Averaged and Compound Quantum Channels
确定了复合经典量子信道的容量。由此得到了平均经典量子信道的容量公式。复合信道的容量结果表明，在经典环境中，存在可靠的通用经典量子码的情况下，用于传输信息的信道的唯一先验信息是，它属于一组给定的无记忆经典量子信道。我们的方法是基于量子相对熵的普遍经典近似，这反过来又依赖于普遍的假设检验结果。
2009-02-16 cs.IT math-ph math.IT
Estimating the Information Rate of a Channel with Classical Input and Output and a Quantum State (Extended Version)
我们考虑在具有记忆的时不变信道上传输经典信息的问题。具有记忆的时不变信道的一个流行类别是有限状态机信道，其中\emph{classical}状态随时间演变，并控制信道的经典输入和经典输出之间的关系。对于这样的信道，已经开发了用于估计和限制信息速率的各种技术。在本文中，我们考虑一类时不变信道的\emph{quantum}状态随时间的推移而演变，并管理经典输入和经典输出的通道之间的关系。我们提出的算法估计和约束的信息速率，这样的渠道。特别是，我们讨论合适的图形模型做相关的计算。
2017-05-02 cs.IT math-ph math.IT
