Hybrid Zero-capacity Channels
已知的零容量信道只有两种。第一种产生具有正的部分转置的纠缠态，第二种产生可克隆的纠缠态。我们考虑的家庭的“混合”量子信道，这是在上述类别的通道的交集，并调查其性质。它产生了第一个明确的例子的渠道，创建绑定纠缠态，具有可克隆到任意有限数量的缔约方的属性。混合通道提供了高度可克隆的绑定纠缠通道的第一个例子，对于这种情况，已知的超激活协议必须失败-超激活是两个通道的效果，每个通道具有零量子容量，当一起使用时具有正容量。我们给出了两种从任意束缚纠缠信道构造混合信道的方法。我们还发现了混合态的低维对应物--具有双向密钥的可扩展的二分量子比特态。
2012-07-04 quant-ph
Dissipation and memory capacity in the quantum brain model
为了研究记忆容量问题，将Ricciardi和Umezawa提出的大脑量子模型推广到耗散动力学。它表明，无限多的真空是可访问的存储器打印的方式，在顺序信息记录的新信息的存储不破坏以前存储的，从而允许一个巨大的存储容量。信息印刷的机制是诱导时间反演对称性的破坏。最后讨论了记忆态的热性质及其与压缩相干态的关系。
1995-02-06 quant-ph
Capacity of a quantum memory channel correlated by matrix product states
我们研究了一个量子信道的容量，其中信道的作用类似于受控相位门，而控制是由一维量子自旋链环境提供的。由于自旋链中的相关性，我们得到了一个具有记忆的量子信道。当自旋态是矩阵乘积态时，我们推导出了这个通道的量子容量公式。特别地，我们推导了环境态为基态的AKLT模型和Majumdar-Ghosh模型的量子存储信道容量的精确公式。我们发现，在参数范围内的容量的行为是解析的。
2017-04-12 quant-ph
Quantifying memory capacity as a quantum thermodynamic resource
众所周知，存储器的信息承载能力是一种促进热量转化为功的热力学资源。Szilard的引擎通过一个涉及能量简并两态存储器的玩具例子来解释这种联系。我们设计了一种形式来量化具有非平凡能量景观的一般量子系统中记忆的热力学值。称之为热信息容量，我们表明，它收敛到非平衡亥姆霍兹自由能的热力学极限。我们精确地计算了一个一般的两态（量子位）存储器的容量远离热力学极限，并发现它是不同于已知的自由能。我们概述了一个显式的记忆-浴耦合，可以近似的最佳量子比特的热信息容量任意好。
2019-02-22 cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement-enhanced classical capacity of two-qubit quantum channels with memory: the exact solution
证明了在两次使用具有记忆的一般泡利信道时，最大信息量的可靠传输是通过超过某个记忆阈值的最大纠缠态来实现的。特别地，这证明了Macchiavello和Palma关于去极化通道的猜想[Phys.Rev.A { \bf 65}，050301（R）（2002）]。在记忆阈值以下，对于任意泡利通道，只能通过特定类型的乘积态来实现两次使用的经典容量。
2006-10-19 quant-ph
Classical capacity of Gaussian thermal memory channels
最近已经确定的经典容量的相位不变的高斯信道的假设下，这样的信道是无记忆的。在这篇文章中，我们推广了这个结果，通过推导一个量子存储通道模型的经典容量，其中输出态依赖于先前的输入态。特别地，我们推广了[C. Lupo等人，PRL和PRA（2010）]从量子有限信道到热衰减器和热放大器。我们的结果适用于许多情况下，其中的物理通信信道受到非零内存和热噪声。
2014-10-16 quant-ph
Optical memory bandwidth and multiplexing capacity in the erbium telecommunication window
我们研究了用于量子存储的掺铒光存储器的带宽和复用能力。我们专注于协议ROSE（沉默回声的复兴），因为它具有最大的潜在复用容量。我们的分析是适用于其他协议，涉及强光激发。我们表明，内存性能是有限的瞬时频谱扩散，我们描述了如何将这种影响最小化，以实现最佳性能。
2015-02-24 physics.atom-ph quant-ph
Quantum capacity of an amplitude-damping channel with memory
我们计算的量子容量的振幅阻尼信道与时间相关的马尔可夫噪声，两个信道使用。我们的结果表明，信道的记忆性显著提高了它传输量子信息的能力。我们分析和比较我们的研究结果与早期的数值结果的振幅阻尼通道的记忆。的上限上的量子信息的量在存储器的存在下，在信道上传输，对于任意数量的信道使用。
2013-02-18 quant-ph
Some Effects of Classical Feedback on the Classical Capacity of a Memoryless Quantum Channel
经典反馈在这里被定义为发射机对接收机接收到的量子比特的量子态的了解。这种经典反馈使某些无记忆量子信道的容量加倍，而发射器和接收器之间没有预先存在的纠缠。容量的增加，这是在经典的无记忆信道上所没有的，因为我们可以通过将幺正算子应用于其中一个量子比特来将纠缠量子比特对转换为任何其他纠缠态。
2004-03-29 quant-ph
Engineering classical capacity of generalized Pauli channels with admissible memory kernels
该研究分析记忆核主方程生成的广义Pauli信道经典容量，发现调控核参数可使非局域噪声演化的动力学映射容量高于纯马尔可夫演化，并给出量子比特和qutrit示例，且该现象未在时间局域主方程中出现。
2021-09-21 quant-ph
Entangled states maximize the two qubit channel capacity for some Pauli channels with memory
我们证明了在具有任意记忆度的泡利信道的情况下，量子信道的最大互信息的一般上界是饱和的。对于这样的信道的一个子集，我们明确地确定最佳信号状态。我们分析表明，对于这样的一类通道纠缠态确实是最佳的记忆阈值以上。值得注意的是，所得到的信道容量是记忆参数的不可微函数。
2003-07-02 quant-ph
The strong converse theorem for the product-state capacity of quantum channels with ergodic Markovian memory
建立通信信道的强逆定理证实了该信道的容量，即可靠信息通信的最大可达速率，是该信道上通信的最终极限。实际上，信道的强逆定理指出，以高于信道容量的速率编码导致误差收敛到其最大值1，并且在通信速率和解码误差之间没有折衷。本文证明了具有遍历马尔可夫关联记忆的量子信道的积态容量的强逆定理成立。
2016-08-26 quant-ph
High-Capacity Angularly-Multiplexed Holographic Memory Operating at the Single Photon Level
我们实验证明了一个角度复用全息存储器能够固有的产生，存储和检索的多个光子，在温暖的铷-87蒸气的非共振拉曼相互作用的基础上。高达60个独立的原子自旋波模式的存储能力是通过分析斯托克斯和时间延迟的反斯托克斯光之间的重合的角分布，观察到几个$μ$ s的存储寿命期间的单自旋波激发的水平证明。我们还提出了如何实际提高单光子和多光子产生率结合我们的多模发射存储器与现有的快速光开关。
2017-01-05 quant-ph
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%。
2005-01-11 quant-ph
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。
2009-12-08 quant-ph
Quantum Capacity of a dephasing channel with memory
我们表明，相干量子信息的数量，可以可靠地传输到一个具有记忆的退相通道是最大化的可分离的输入状态。特别是，我们的信道模型作为一个马尔可夫链或多模式环境的振荡器。虽然在第一个模型中的最大化实现的最大混合输入状态，在后者中，它是方便的利用存在的消相干保护的记忆效应产生的子空间。我们明确计算的量子信道容量的第一个模型，而数值模拟建议后者的下限。在这两种情况下，记忆效应增强了连贯的信息。我们提出的结果有效的任意大小的输入。
2007-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterizing the memory capacity of transmon qubit reservoirs
量子库计算（QRC）利用量子系综系统的动力学进行机器学习。数值实验表明，由5-7个量子比特组成的量子系统具有与100到500个节点的传统递归神经网络相当的计算能力。与传统的神经网络不同，我们不了解高性能信息处理的油藏设计指导原则。理解量子库的记忆容量仍然是一个悬而未决的问题。在这项研究中，我们专注于表征使用IBM提供的transmon设备构建的量子库的存储容量的任务。我们的混合储层实现了6x 10 ^{-4}的归一化均方误差（NMSE），这与最近的基准相当。n-量子比特库的存储容量表征显示出随着拓扑结构的复杂性而系统地变化，并且对于具有n-1个自环的配置表现出峰值。这样的峰值为选择预测任务的最佳设计提供了基础。
2022-09-26 q-fin.RM quant-ph
Sequential Capacity of Quantum Processes with Finite Memory
Nagoya University（名古屋大学）
本文提出序贯响应容量量化有限记忆量子过程的复杂性，证明在固定分辨率下容量按$K\log K$增长，并分析泡利噪声对对数增强的影响，揭示相干时间尺度限制。
2026-11-10 cs.LG quant-ph
High-capacity associative memory in a quantum-optical spin glass
Stanford University（斯坦福大学）；Princeton University（普林斯顿大学）；University of St. Andrews（圣安德鲁斯大学）
该研究在由原子和光子组成的驱动-耗散自旋玻璃中实验实现了高容量联想记忆，利用量子光学非平衡动力学将存储容量超越Hopfield极限高达七倍，原子运动通过动态修改连接性提升了容量，实现了量子光学系统中学习的前体。
2025-09-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Finding Critical States of Enhanced Memory Capacity in Attractive Cold Bosons
我们讨论了一类量子理论，由于涌现的无间隙自由度，它表现出急剧增加的记忆存储容量。它们的实现，无论是理论上还是实验上，都引起了人们的极大兴趣。一方面，这样的系统是从量子信息的观点出发的。另一方面，它们可以提供一个框架来模拟具有增强的模式存储能力的系统，例如黑洞和神经网络。在本文中，我们开发了一种分析方法，使我们能够找到临界状态的存储能力增加在一个通用系统的冷玻色子弱吸引力的相互作用。当某些模式的占用数$N$达到临界水平时，存储器容量的增强出现。这类模式，通过负能量耦合，协助其他人变得有效无间隙。这导致退化的微观状态标记的占领数的近无隙模式。在大$N$的极限下，它们变得完全无隙，并且它们的消相干时间发散。这样，系统就成为量子信息的理想存储器。我们证明了我们的方法上的原型模型的$N$有吸引力的冷玻色子包含在一个一维盒Dirichlet边界条件。虽然我们限制自己的截断系统，我们观察到一个丰富的量子相结构与增强的记忆容量的临界点。
2019-08-02 cond-mat.quant-gas hep-th quant-ph
Control of Optical Dynamic Memory Capacity of an Atomic Bose-Einstein Condensate
在原子玻色-爱因斯坦凝聚体中进行光存储是相干原子光学系统最实用的应用之一。为了使它们更加实用，有必要提高我们向冷凝物中注入多个脉冲的能力。在本文中，我们报告的色散注入到凝聚的脉冲可以补偿光学非线性。此外，我们将提出一个简短的回顾，我们早期的结果，其中光存储容量的增强是通过利用多模光传播或选择一组最佳的实验参数。
2008-01-23 cond-mat.other quant-ph
Optimal super dense coding over memory channels
研究了在相关噪声的量子信道中的超密集编码容量。我们调查的情况下，酉和非酉编码。泡利通道的任意尺寸的显式处理。针对某些特殊信道和资源状态，推导了酉编码的超密集编码容量。我们还提供了一个例子的记忆通道，其中非酉编码导致超密集编码能力的提高。
2011-10-06 quant-ph
The invalidity of a strong capacity for a quantum channel with memory
一个特定信道的强大容量可以解释为在该信道上可以可靠传输的信息量的急剧限制。为了评估一个特定信道的强容量，必须证明信道编码定理的正向部分和信道的强逆定理。本文研究周期量子信道的强逆定理，并给出了一些令人惊讶的结果。我们首先表明，强逆一般不适用于该通道，因此该通道不具有很强的容量。相反，我们发现，有一个规模的容量对应的错误概率之间的整数倍的周期性的信道的倒数。随机通道也存在类似的规模。
2011-10-18 quant-ph
The Algebraic Measure of a Hidden Markov Quantum Memory Channel
本文以海报形式在2008年QCMC会议上和会议记录中提出。这是一份更完整的文件的摘要，将单独发表。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。马尔可夫过程的这个函数可以重新表述为代数测度。这个框架提供了一个表达式的渐近熵率，从而使经典容量的计算。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。
2009-01-16 quant-ph
Critically excited states with enhanced memory and pattern recognition capacities in quantum brain networks: Lesson from black holes
我们实现了一种机制-最初提出的模型的大内存存储容量的黑洞-在量子神经网络和显示，指数增加的模式存储和识别的能力是在某些临界激发态，而不涉及突触可塑性。我们考虑一个简单的网络的N个相互连接的量子神经元与弱兴奋性突触连接。我们发现，对于冻结的突触权重存在增强的记忆存储容量的临界状态。这些状态的实现要归功于一些神经元的高兴奋水平，尽管突触连接很弱，但这大大降低了其余较弱兴奋神经元的反应阈值。结果，后者神经元获得了在狭窄的能隙内存储指数级大量模式的能力。存储的模式可以识别和检索的影响下，任意软输入刺激完美的反应。与此形成鲜明对比的是，在相同的刺激下，回忆在系统的基态中是不存在的。我们的经验是，具有最高微观状态熵和记忆存储容量的状态不一定是能量的局部最小值，而是激发临界状态。所考虑的现象具有平滑的经典极限，可以用于实现增强的记忆存储容量在经典的大脑网络。
2017-11-24 cond-mat.dis-nn hep-th quant-ph
Controllable Quantum Memory Capacity in Quantum Reservoir Networks with Tunable partial-SWAPs
University of South Carolina - Columbia（南卡罗来纳大学哥伦比亚分校）；Qodex Quantum（Qodex量子）
本文提出一种可调部分SWAP机制，用于控制量子回路网络中记忆衰减速率，通过模拟和IBM QPU验证，提升了噪声中间尺度量子处理器的性能。
2026-06-18 cs.AI quant-ph
Lower bound for the quantum capacity of a discrete memoryless quantum channel
推广了稳定子码的随机编码方法，得到了任意离散无记忆量子信道量子容量的一个下界。对于去极化信道，我们的下界与Bennett等人得到的一致。我们还稍微改进了一般稳定子码的量子Gilbert-Varshamov界，并建立了线性稳定子码的量子Gilbert-Varshamov界的模拟。我们的证明仅限于二进制量子信道，但它的扩展到l-adic信道是直接的。
2002-07-25 quant-ph
High-fidelity quantum memory using nitrogen-vacancy center ensemble for hybrid quantum computation
研究了一种混合量子计算系统，该系统采用氮空位中心系综（NVE）作为量子存储器，在传输线谐振器（TLR）中制备的电流偏置约瑟夫森结（CBJJ）超导量子比特作为量子计算处理器，TLR中的微波光子作为量子数据总线。通过考虑各种退相干机制，认真对待存储过程。这种混合量子器件也可以用于通过公共CBJJ创建NVE的多量子位W态。使用现有技术证明了实验可行性和挑战性。
2011-06-15 quant-ph
Quantum memory using a hybrid circuit with flux qubits and NV centers
我们提出了如何实现高保真的量子存储使用的混合量子结构，包括两个耦合的通量量子比特和氮空位中心系综（NVE）。其中一个通量量子位被认为是量子计算处理器，而NVE用作量子存储器。通过分离计算单元和存储单元，可以有效地消除量子计算过程对量子存储器的影响，从而可以高保真地实现计算量子比特的任意量子态的量子存储。此外，本提议对于系统参数的波动是鲁棒的，并且利用当前可用的技术在实验上可行。
2013-08-30 quant-ph
Classicalization Clearly: Quantum Transition into States of Maximal Memory Storage Capacity
经典化是一种能量重新分配的现象-最初存储在几个硬量子中-进入软模式的高占据数，由近似经典的最终状态描述。使用一个有效的哈密顿量，我们首先说明为什么过渡振幅，增加占领数是指数抑制，以及如何一个非常特殊的家庭的经典化理论补偿这种抑制。这要归功于最终经典态周围涌现的无隙模式产生的大的微观态熵。这些模式的超软量子对过程的修饰补偿了跃迁几率的指数抑制。因此，一个未受抑制的经典化只发生在记忆储存能力呈指数增长的状态中。接下来，我们用量子神经网络的语言描述这种现象，其中神经元被表示为具有类似重力的负能量突触连接的互连量子模式。我们表明，在注入能量的形式的硬量子刺激，网络达到经典状态的指数增强的记忆容量与顺序一的概率。我们构建了一个简单的模型，在该模型中，过渡结果进入经典状态，进行面积法微观状态熵。在这种语言中，通过经典化对标准模型的非威尔逊UV完成意味着，在截止能量以上，理论作为大脑网络运行，通过使自身进入最大记忆容量的状态来软化高能量量子。类似的解释也适用于粒子碰撞中黑洞的形成。
2018-04-17 cond-mat.dis-nn hep-th quant-ph
