Quantum Shannon Information Theory -Design of communication, cipher and sensor-
本文探讨量子香农信息理论在通信、密码与传感器设计中的应用，指出其利用量子效应超越经典性能的潜力与局限，并介绍一种不降低性能的完美安全密码作为实例。
2025-10-09 quant-ph
Segmentation of quantum generated sequences by using the Jensen-Shannon divergence
本文提出一种基于Jensen-Shannon散度的方法，用于分割由测量量子系统生成的符号序列，并在单量子比特和双量子比特系统上验证了其有效性。
2023-04-18 quant-ph
Quantum encryption design overcomes Shannon's theorem to achieve perfect secrecy with reusable keys
该研究设计首个量子加密方法，突破香农定理，实现可重用密钥的完美保密性，展示量子优势并具备无需认证和静默篡改检测的实际优势。
2025-01-22 quant-ph
The Quantum Reverse Shannon Theorem based on One-Shot Information Theory
量子反向香农定理指出，任何量子信道都可以通过无限量的共享纠缠和等于信道的纠缠辅助经典容量的经典通信量来模拟。在本文中，我们提供了一个新的证明这个定理，这是以前证明的贝内特，Devetak，哈罗，肖尔，和冬季。我们的证明有一个清晰的结构是基于两个最近的信息理论的结果：一次量子态合并和后选择技术的量子信道。
2011-09-21 quant-ph
Conceptual Inadequacy of the Shannon Information in Quantum Measurements
在经典测量中，香农信息是我们对系统性质无知的自然测量。在那里，观察消除了在揭示系统属性时的无知，这些属性可以被认为是在观察之前就存在的，并且与观察无关。由于量子测量与经典测量的根完全不同，当我们试图使用香农信息的概念来定义量子测量中的信息增益时，出现了概念上的困难。原因是，与经典测量相反，量子测量，除了极少数例外，不能声称揭示了测量之前存在的单个量子系统的性质。
2002-04-05 quant-ph
Near optimal quantum algorithm for estimating Shannon entropy
School of Computing, KAIST（KAIST计算机学院）；Team QST, Seoul National University（首尔大学QST团队）；Research Institute of Mathematics, Seoul National University（首尔大学数学研究所）；School of Computational Sciences, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院计算科学学院）
该研究提出了一种近最优的量子算法，用于在量子概率 oracle 模型中高效估计香农熵，其查询复杂度为 $\tildeΘ\left(\tfrac{\sqrt{n}}ε\right)$。
2026-02-01 quant-ph
On a Supposed Conceptual Inadequacy of the Shannon Information in Quantum Mechanics
最近，Brukner和Zeilinger（2001）声称，香农信息在量子力学中并没有被很好地定义为信息的度量，他们提出的论点试图表明它与经典的度量概念密不可分。这里表明，这些论点不成功：香农信息没有问题的关系，经典的概念。在另一个论点中，Brukner和Zeilinger在“总信息量”概念的定义方面，将香农信息与他们喜欢的测量I（p）进行了不利的比较。这一论点被认为没有说服力，并调查了个人信息测量与“总信息内容”概念之间的关系。最后，我们考虑了蔡林格基本原理作为量子力学基本原理的前景
2003-12-18 quant-ph
Jensen-Shannon divergence as a measure of distinguishability between mixed quantum states
我们讨论了相对熵作为混合量子态之间距离的度量的替代方案。所提出的量是概率分布之间的詹森-香农发散（JSD）的量子理论领域的扩展。JSD有几个有趣的属性。它出现在信息论中，与Kullback-Leibler分歧不同，它是对称的，总是定义良好且有界的。我们表明，量子JSD（QJSD）的份额与相对熵的大部分物理相关的属性，特别是那些需要一个“好”的量子可测量性。我们把它与其他已知的量子距离，我们建议可能的应用领域的量子信息理论。
2005-10-18 quant-ph
On the metric character of the quantum Jensen-Shannon divergence
在最近的一篇论文中，已经研究了在量子理论的背景下Jensen Shannon发散（JSD）的推广（Phys.Rev.A72，052310（2005））。这种量子态之间的距离已经证明了一个良好的可重复性测量所需的几个属性。在这里，我们研究这个距离的度量特征。更确切地说，我们表明，正式为纯态和混合态的模拟，其平方根验证三角不等式。
2008-05-06 quant-ph
Quantum secure direct communication of continuous-time signals using Whittaker Nyquist Shannon theorem
提出一种基于Whittaker-Nyquist-Shannon定理的量子安全直接通信协议，可安全传输连续信号（如音频），并利用商用光学器件实现，安全性由量子特性保证。
2025-06-20 quant-ph
Jensen Shannon divergence as a measure of the degree of entanglement
希尔伯特空间中的距离概念在许多情况下都是相关的。特别是，量子态之间的距离在量子信息理论中起着核心作用。距离的适当度量是量子态之间的量子詹森香农发散（QJSD）。在这里，我们研究这个距离作为纠缠的几何度量，并将其应用到不同的家庭的状态。
2008-04-23 quant-ph
Exponential quantum space advantage for Shannon entropy estimation in data streams
Fujian Normal University（福建师范大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）；Sun Yat-sen University（中山大学）
研究显示，在数据流模型中，量子计算在香农熵估计中具有指数级空间复杂度优势，而经典算法需多项式空间。
2026-07-29 quant-ph
The Heisenberg Uncertainty Principle and the Nyquist-Shannon Sampling Theorem
从傅立叶变换理论的测不准定理出发，推导出海森堡不确定原理（HUP），证明了HUP是由量子水平上动量对波数的依赖性产生的。它还建立了HUP纯粹是变量的傅里叶变换对（即共轭变量）的有效宽度之间的关系。我们注意到HUP本身不是量子力学测量原理。介绍了傅里叶变换理论中Nyquist-Shannon采样定理的量子力学等价性，并指出它是描述量子力学测量极限的较好原理。我们表明，布里渊区在固态物理是一个体现的Nyquist-Shannon采样定理在量子水平。通过与使用傅立叶变换理论的其他领域的比较，我们建议，我们需要区分测量的限制和内在的限制时，解释的影响的HUP的量子水平的性质。我们进一步提出，虽然测量限制导致我们在量子层面上的不确定性的看法，没有证据表明，有任何内在的限制，在量子层面上，根据奈奎斯特-香农采样定理。
2011-08-16 quant-ph
Weighted $p$-Rényi Entropy Power Inequality: Information Theory to Quantum Shannon Theory
本文基于锐化 Young 不等式的调制，研究了独立连续随机变量上带权重因子的 $p$-Rényi 熵功率不等式，为量子系统提供了该不等式的 Rényi 版本，可作为量子 Shannon 理论的基础研究。
2023-11-11 quant-ph
Shannon dimensionality of quantum channels and its application to photon entanglement
我们引入香农维数D的概念作为一种新的方式来量化实验中测量的二分纠缠。这是适用于两个光子的轨道角动量纠缠，使用两个状态分析仪组成的可旋转的角扇区相位板，是透镜耦合到单模光纤。我们可以从所观察到的双光子符合条纹直接推导出D值。在我们的实验中，D在2和6之间变化，这取决于实验条件。我们预测如何香农维数的演变时，印在相位板的角扇区的数量增加，并预计D = 50是实验范围内。
2008-08-25 quant-ph
Shannon Entropy Quantum Entanglement Criterion and the Generalized Uncertainty Principle
本文应用广义不确定性原理修正香农熵纠缠判据，发现其上界增大，并探讨了相关基本概念，揭示了量子引力对纠缠条件的影响。
2018-03-03 quant-ph
Comment on "Conceptual Inadequacy of Shannon Information ..." by C. Brukner and A. Zeilinger
我们指出，作为量子力学中不确定性的度量，香农熵和冯诺伊曼熵的情况并不像quant-ph/0006087中所建议的那样暗淡。后者的主要论点是基于香农的H函数（与连续测量有关）的一个特定解释，并明确表明其他物理解释失败。此外，它表明，香农和冯诺伊曼熵实际上有一个共同的基本意义，连接到存在一个独特的几何测量的不确定性的经典和量子系综。文中还给出了quant-ph/0006087中提出的“总信息”测度的一些新性质。
2000-07-31 quant-ph
Quantifying magic via quantum $(α,β)$ Jensen-Shannon divergence
Nanchang University（南昌大学）
本文提出两种新的魔性量化器，基于量子(α,β)熵和量子(α,β)-相对熵，展示了其在低维希尔伯特空间中的高效计算性及在特定量子门类中提升魔性生成能力的特性。
2026-04-08 quant-ph
Wigner distribution and Boltzmann-Shannon entropy for a diatomic molecule under polarized electric field interaction
研究了双原子分子$BeO$、$CO$和$CN$在与圆极化电场相互作用下的经典混沌，并通过Wigner分布函数和Boltzmann-Shannon熵研究了其在量子力学中的特征.我们发现当经典系统混沌时，量子相空间的Wigner函数中心会发生偏离，而当经典系统混沌时，平均Boltzmann-Shannon熵随电场强度的变化会发生跳跃，表明量子系统中的无序度突然增加（或信息突然丢失）.
2019-10-16 quant-ph
Quantum information as a non-Kolmogorovian generalization of Shannon's theory
在本文中，我们讨论了基于Kolmogorov概率演算扩展到（可能）非交换设置的广义信息论的形式结构。通过研究这个框架，我们认为量子信息可以被看作是一个特殊的情况下，一个巨大的家庭的非交换扩展的经典。在任何可以想象的信息理论中，处理不同类型信息度量的可能性都起着关键作用。在这里，我们概括了状态谱的概念，允许我们引入一个控制关系和一个新的广义熵测度族。
2015-08-31 quant-ph
Device-independent Shannon entropy certification
本文针对设备无关量子随机数认证场景，研究以香农熵为随机性度量的验证可行性，分析噪声对不同贝尔不等式可用性的影响，给出香农熵认证的优势及对应的紧解析下界。
2025-11-10 quant-ph
Universal bounds for the Holevo quantity, coherent information \\ and the Jensen-Shannon divergence
霍尔沃量提供了量子载体中编码的经典信息的发送者和接收者之间的互信息的上限。应用熵的强次可加性，证明了与初始态和以Kraus形式表示的量子操作相关联的Holevo量不大于交换熵.这意味着上界的相干信息和量子詹森-香农发散。限制我们的注意力，经典的信息，我们绑定任何两个概率分布之间的传输距离的熵距离，这是一个凹函数的海林格距离。
2010-04-27 quant-ph
The Shannon entropy and avoided crossings in closed and open quantum billiards
研究了介质微腔中香农熵与避免交叉的关系。在一个开放的椭圆台球以及一个封闭的四极台球的本征函数的概率密度的香农熵增加的避免交叉的中心接近。这些结果与原子物理学对电子的结果相反。发现开放量子系统的集体兰姆位移和封闭混沌量子系统的对称性破缺对香农熵的影响是等价的。
2018-03-12 nlin.CD quant-ph
Shannon theory beyond quantum: information content of a source
本文将信源信息量的定义扩展至操作概率理论，证明了次可加性及纯度与信息量的关系，验证了经典与量子情形的一致性，并给出了其与最大可访问信息之间的下界关系。
2022-04-05 quant-ph
On the von Neumann and Shannon Entropies for Quantum Walks on Z^2
给出了Z^2上离散时间量子行走的冯诺伊曼熵和香农熵的渐近性质
2012-01-12 math-ph math.MP quant-ph
Shannon Entropy and Diffusion Coeffcient in Parity-Time Symmetric Quantum Walks
非厄米拓扑边态有许多有趣的性质，但到目前为止主要是在体边界对应方面进行讨论。在这里，我们建议使用大量的性质的扩散系数探测的拓扑状态，并探索其动力学。扩散系数显示独特的功能与拓扑相变驱动的宇称时间（PT）对称的非厄米离散时间量子行走，以及厄米的，尽管人工边界不是由非均匀量子行走。对于厄米特系统，当系统接近拓扑相变时，扩散系数出现转折和突变，而在平凡拓扑态下保持稳定。对于非厄米系统，除了与拓扑转变相关的特征外，PT对称破缺相的扩散系数表现出具有峰结构的突变。此外，香农熵的量子行走被发现表现出直接相关的扩散系数。数值结果为研究非厄米量子行走系统的拓扑态开辟了一条新的途径。
2022-01-24 quant-ph
Quantum Reverse Shannon Theorem Simplified
本文简化了量子反向香农定理的证明，通过推导光滑最大信息量的可加性上界，消除了后选择技术，提供了更清晰的理解模拟量子信道资源成本的方法。
2025-10-08 cs.IT math-ph math.IT
Properties of Classical and Quantum Jensen-Shannon Divergence
詹森-香农散度（JD）是信息论中最重要的散度度量Kullback散度的对称化和平滑化版本。与库尔贝克散度相反，它以一种非常直接的方式确定了一个度量;事实上，它是一个度量的平方。我们考虑一族发散测度（JD_alpha，α>0），α阶的Jensen发散，它将JD推广为JD_1 =JD.利用Schoenberg的一个结果，证明了当α位于区间（0，2]内时，JD_alpha是度量的平方，并且由此得到的概率分布度量空间可以等距嵌入实Hilbert空间.量子Jensen-Shannon发散（QJD）是量子相对熵的对称化和平滑化形式，并且可以扩展到α阶量子Jensen发散族（QJD_alpha）。我们加强了Lamberti等人的结果，证明了对于量子比特和纯态，QJD_α ^1/2是一个度量空间，当α位于区间（0，2]时，它可以等距嵌入实希尔伯特空间。类比于布尔贝和饶的推广JD，我们还定义了一般QJD相关联的詹森型量的任何加权家庭的状态。适当的解释引入的数量进行了讨论，并从总的变化和迹距离的界限。
2009-04-14 quant-ph
Quantum Analog of Shannon's Lower Bound Theorem
该研究证明了香农布尔函数电路规模下界定理的量子类比，借助实代数几何中可实现符号条件数的界定结论，解决了固定规模量子电路数量不可数的量子场景下的下界证明问题。
2023-08-24 cs.CC quant-ph
The metric property of the quantum Jensen-Shannon divergence
本文证明了量子Jensen-Shannon散度的平方根是正矩阵锥上的真度规，特别是在量子态空间上.
2021-01-22 math-ph math.FA math.MP
Bounds on Shannon distinguishability in terms of partitioned measures
提出了一个类似Shannon可积性的量子测度族。这些措施被定义在两类POVM测量和相关的互信息的表达式中的单独的部分。讨论了在部分迹运算下Ky Fan范数和分块迹距离的变化。上界和下界的引入量得到分区的迹距离和Uhlmann的偏导数。这些不等式提供了一种推广的著名的界的香农可积性。重新讨论了量子态的密码指数不变性的概念。当需要指数快速收敛时，所有由酉不变范数导出的度量都是等价的。
2010-06-21 quant-ph
Holographic Interpretation of Shannon Entropy of Coherence of Quantum Pure States
对于共形场论中的一个量子纯态，我们生成其相干性的香农熵，即通过引入量子测量误差得到的冯诺伊曼熵。我们给出了一个全息的香农熵的解释，基于Swingle的解释反德西特空间/共形场论（AdS/CFT）对应的上下文中的AdS $_3$/CFT $_2$。作为这种解释的结果，我们推测的香农熵的相干性的量子纯态或纯化状态的CFT $_2$在热和动量平衡的微分几何公式作为全息复杂性和缩写的行动，除以$π\hbar$，在由Ryu-Takayanagi曲线包围的体域的总和。这一结果提供了一个定义的行动的散装模型的量子位双边界CFT $_2$在这个平衡。
2021-03-21 hep-th quant-ph
Beyond Quantum Shannon: Circuit Construction for General n-Qubit Gates Based on Block ZXZ-Decomposition
本文提出递归的量子分块 ZXZ 分解，仅用单比特门和均匀受控旋转 Z 门构造通用 n 量子比特门，将 3 比特门的 CNOT 数降至 19，并给出优于已知最佳精确算法的渐近计数。
2024-04-03 quant-ph
Quantum Shannon theory with superpositions of trajectories
香农的信息理论建立在信息载体是经典系统的假设之上。它的量子对应物，量子香农理论，探索了当信息载体是量子系统时出现的新的可能性。传统上，量子香农理论关注的是信息载体的内部状态是量子的，而它们的轨迹是经典的。在这里，我们提出了第二个层次的量子化的信息及其在时空中的传播被量子力学处理。该框架说明了一些例子，展示了一些违反直觉的现象发生时，信息同时通过多个传输线。
2019-05-29 cs.IT math-ph math.IT
Quantum speed limits based on Jensen-Shannon and Jeffreys divergences for general physical processes
Universidade Federal do Maranhão（马拉尼昂联邦大学）
本文研究了有限维量子系统在一般物理过程中的量子速度限制，利用Jensen-Shannon和Jeffreys分歧的平方根作为距离度量，并通过数值模拟验证了速度限制的紧性及与以往结果的对比。
2026-04-09 quant-ph
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
Composition rules for quantum processes: a no-go theorem
一个量子过程编码的因果结构，涉及在当地实验室进行的量子操作。过程矩阵形式主义包括作为特殊情况的量子力学在一个固定的背景时空，但也允许更一般的因果结构。出于对过程作为两方（或多方）共享的量子信息处理资源的解释，以及最近在计算和通信任务中所展示的优势，我们研究了过程组成的概念。我们表明，在非常基本的假设下，这样的组成规则不存在。虽然一个资源（例如量子态或通道）的多个独立副本的可用性是定义信息论概念（如熵）（在经典和量子香农理论中）的起点，但我们的不适用结果意味着一般量子过程的香农理论将不具有资源组成的自然规则。
2019-01-17 quant-ph
Universal behavior of the Shannon mutual information of critical quantum chains
我们考虑临界量子链子系统在其基态的Shannon互信息。我们的研究结果表明，一个普遍的领先行为的大型子系统的大小。此外，正如纠缠熵所发生的那样，它的有限尺寸行为产生了支配量子链长距离物理的基本共形场论的共形异常$c$。我们解析地研究了耦合谐振子链，数值地研究了Q态Potts模型（$Q = 2$ ; 3和4），XXZ量子链和自旋为1的Fateev-Zamolodchikov模型。香农互信息是一个很容易计算的量，我们的研究结果表明，对于相对较小的晶格尺寸，其有限尺寸行为已经检测到量子临界行为的普适性类。
2013-07-15 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Some features of the statistical complexity, Fisher-Shannon information, and Bohr-like orbits in the Quantum Isotropic Harmonic Oscillator
在量子各向同性谐振子波函数的位置和动量空间中计算了Fisher-Shannon信息和复杂性的统计测度。我们表明，这些幅度是独立的谐波势的强度。此外，对于每个能级，发现这两个指标在与类玻尔量子图像中的经典（圆形）轨道相对应的轨道上取最小值，只是那些具有最高轨道角动量的轨道。
2008-03-20 nlin.CD physics.atom-ph quant-ph
Entanglement-assisted capacity of a quantum channel and the reverse Shannon theorem
有噪声的量子信道的纠缠辅助经典容量是在信道的多次使用的限制下，可以通过信道发送的每个信道使用的信息量，假设发送者和接收者可以访问共享的量子纠缠资源，该资源可能被通信协议用完。我们表明，这种能力是由一个表达式平行于一个纯粹的经典通道的能力：即，- 在通道输入$ρ$上，通道输入的熵加上通道输出的熵减去它们的联合熵的最大值，后者被定义为在$ρ$的一半已经通过通道之后的纠缠净化的熵。我们计算了两个有趣的量子信道，量子比特振幅阻尼信道和玻色子信道放大/衰减和高斯噪声的纠缠辅助容量。我们讨论了需要多少独立的参数来完全表征一般量子信道的渐近行为，单独或在存在辅助资源，如先前的纠缠。在纠缠辅助通信的经典模拟中-在共享先前随机信息的各方之间通过离散无记忆信道（DMC）进行通信-我们证明了一个参数是足够的，即，在先验共享随机信息存在的情况下，所有容量相等的DMC可以单位渐近有效地相互模拟。
2002-05-14 quant-ph
Quantum Encryption and Generalized Quantum Shannon Impossibility
著名的香农不可能性结果表明，任何具有完美保密性的加密方案都需要一个至少与消息一样长的秘密密钥。在本文中，我们提供了它的量子模拟具有不完全保密性和不完全正确性。我们还给出了一个系统的研究信息理论上安全的量子加密与两个保密性的定义。我们证明了在$d$中，弱的一个意味着强的，但具有安全损失，其中$d$是加密量子系统的维数。如果目标保密错误为$o(d^{-1})$，这就足够了。
2018-09-27 cs.CR cs.IT math.IT
Shannon theory for quantum systems and beyond: information compression for fermions
本文针对费米子量子信息压缩，指出输入/输出保真度不足，提出纠缠保真度作为更严格可靠性指标，并证明冯·诺依曼熵为最小压缩速率。
2021-06-09 quant-ph
Design of Quantum Stream Cipher: Part-I -Lifting the Shannon Impossibility Theorem-
本文纪念H.P. Yuen教授，介绍量子流密码从标准型向广义型发展的附加随机化方法，验证其针对密钥已知明文攻击的信息论安全性优于量子数据锁定，突破香农不可能性定理。
2025-03-19 quant-ph
Resource requirements of private quantum channels and consequence for oblivious remote state preparation
香农在著名的著作中指出，n比特的共享密钥是必要的，并且足以以信息理论上安全的方式传输n比特的经典信息。Ambainis、Mosca、Tapp和de Wolf在quant-ph/0003101中考虑了一种更一般的设置，称为专用量子信道，其中需要传输的不是经典信息，而是量子态，并且只允许单向通信。他们表明，在这种情况下，2n比特的共享密钥是必要的，足以传输n比特状态。我们考虑最一般的设置，其中我们允许所有可能的组合，即我们让输入被传输，发送的消息和共享资源是经典/量子的。我们开发了一个通用框架，通过该框架，我们能够在所有这些情况下显示通信/共享资源的严格界限，这包括Shannon和Ambainis等人的结果。作为我们的论点的结果，我们还表明，在单向不经意的远程状态准备协议中，用于传输n量子比特纯态，通信的熵必须是2n，并且共享资源的纠缠度量必须是n。这推广了Leung和Shor的结果，在共享资源最大纠缠的特殊情况下，例如EPR对，通信长度上显示出相同的界，从而解决了他们的论文中提出的关于没有最大纠缠共享资源的协议的一个公开问题。
2006-08-10 quant-ph
Quantum Reverse Shannon Theorem
与通常的有噪信道编码问题（其中有噪（经典或量子）信道用于模拟无噪信道）的对偶，反向香农定理涉及使用无噪信道来模拟有噪信道，并且更一般地使用一个有噪信道来模拟另一个。对于非零容量的信道，这种模拟总是可能的，但是为了使其有效，通常需要适当种类和数量的辅助资源。在经典情况下，发送者和接收者之间共享的随机性是一个足够的辅助资源，而不管源的性质如何，但在量子情况下，有效模拟所需的辅助资源取决于被模拟的信道和信道输入来自的源。对于张量功率源（经典IID源的量子推广），标准ebits（量子比特的最大纠缠对）形式的纠缠就足够了，但对于一般的源，它可能是任意相关的或在信道输入上纠缠的，通常需要额外的资源，如纠缠盗用状态或反向通信。结合现有的和新的结果，我们建立的通信和辅助资源的数量需要在经典和量子的情况下，它们之间的权衡，以及模拟效率的损失时，辅助资源不存在或不足。特别是，我们找到了一个新的单字母表达式的额外的前向通信成本的相干反馈模拟的量子信道（即模拟中，发送者保留什么会逃到环境中的普通模拟），在非张量功率源的存在下，无限ebits，但没有其他辅助资源。我们的结果张量电源建立一个强大的逆纠缠辅助容量定理。
2014-03-04 cs.IT math.IT quant-ph
The Shannon-McMillan Theorem for Ergodic Quantum Lattice Systems
我们制定和证明量子香农-麦克米伦定理。该定理证明了n维格子上平移不变遍历量子自旋系统的冯诺依曼熵的重要性：熵给出了大盒子上系统本征向量的本质数的对数。一维的情况下，覆盖量子信源，是编码定理的基础。
2002-11-20 cs.DS cs.IT math-ph
Non-Shannon inequalities in the entropy vector approach to causal structures
因果结构是观察变量之间的关系，通常限制它们之间可能的相关性。这种关系可以通过不可观测的系统来调节，在经典情况下由随机变量建模，在量子情况下由联合量子系统建模。区分可由两种不同因果结构实现的相关性的一种方法是使用熵向量，即，其分量对应于观测变量的每个子集的熵的向量。到目前为止，在因果结构中推导熵约束的出发点是所谓的香农不等式（熵的正性，条件熵和条件互信息）。在目前的工作中，我们调查会发生什么时，非香农熵不等式包括在内。我们表明，在一般情况下，这些导致更紧密的外部近似的一组可实现的熵向量，从而使不同的因果结构的更清晰的区别。由于非香农不等式只能在经典变量之间应用，因此可以预期它们的使用能够在经典和量子因果结构之间进行熵区分。然而，这仍然是一个悬而未决的问题。我们还介绍了一个给定的因果结构的熵向量的允许集的内部近似推导技术。这些对于证明外部近似的紧密性或寻找熵空间的有趣区域是有用的。我们说明了这些技术在几种情况下，包括三角因果结构。
2018-03-11 quant-ph
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
Quantum Semantic Communication Beyond the Shannon-Wyner Channel Capacity
Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；College of Physics and Technology, Guangxi Normal University（广西师范大学物理与技术学院）；Beijing TGW Quantum Technology Co.,LTD（北京TGQ量子科技有限公司）；Department of Physics, State Key Laboratory of Low-Dimensional Quantum Physics, Tsinghua University（清华大学物理系低维量子物理国家重点实验室）；School of Information and Communication, Guilin University of Electronic Technology（桂林电子科技大学信息与通信学院）；Frontier Science Center for Quantum Information（量子信息前沿科学中心）
针对量子安全直接通信传输速率瓶颈与语义通信易受入侵的问题，提出并实验验证了应用于3D点云的量子语义通信方案，实现46.30倍效率增益，超越Shannon和Wyner容量极限，推动QSDC规模化部署与量子信息科学发展。
2025-11-11 quant-ph
Quantum Algorithm for SAT Problem and Quantum Mutual Entropy
是冯·诺依曼为今天的信息时代打开了一扇窗。他比香农早20多年定义了包含香农信息的量子熵，并引入了计算在数学上的含义。本文将报告我们最近所做的两个工作，一个是关于广义量子算法解决SAT问题（NP完全问题之一）的研究，另一个是关于量子互熵适当描述量子通信过程的研究。
2004-06-29 quant-ph
Extensive search of Shannon entropy-based randomness certification protocols
Gdańsk University of Technology（格但斯克理工大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Polish Academy of Sciences（波兰科学院）
本文提出了一种基于香农熵的随机性认证方法，分析了大量贝尔表达式，并引入自测概念以更全面表征量子相关性。
2026-09-22 quant-ph
Shannon entropy in quasiparticle states of quantum chains
该研究针对多种量子链的准粒子激发态，推导了低粒子数态香农熵的解析公式并数值计算了高粒子数态的相关量，揭示了香农熵与纠缠熵的差异及大动量差下的普适特性。
2024-09-15 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Metrics Induced by Jensen-Shannon and Related Divergences on Positive Definite Matrices
研究了Hermitian正定矩阵上对称发散的度量性质。特别是，我们证明了这些分歧的平方根是一个距离度量。作为推论，我们得到了量子Jensen-Shannon-（Tsallis）发散的度量性质的证明（由$α\in [0,2]$参数化），这反过来（对于$α=1$）又产生了量子Jensen-Shannon发散的度量性质的证明，这是由Lamberti \emph{et al.}在十年前提出的（\emph{Metric character of the quantum Jensen-Shannon divergence}，Phy.\修订版本\ A，\textbf{79}，（2008）.）一个稍微复杂的论证也建立了詹森-雷尼发散的度量性质（对于$α\in (0,1)$），并概述了一个可能独立感兴趣的技术。
2019-12-16 cs.IT math.IT quant-ph
From Classical to Quantum Shannon Theory
Hearne Institute for Theoretical Physics（Hearne理论物理研究所）；Department of Physics and Astronomy（物理与天文学系）；Center for Computation and Technology（计算与技术中心）；Louisiana State University（路易斯安那州立大学）
本书系统阐述了量子香农理论的核心概念与关键技术，涵盖量子力学基础、重要协议及信息传输压缩工具，最终总结了该领域的重要研究成果。
2019-07-14 cs.IT math.IT quant-ph
