Strong superadditivity of the entanglement of formation follows from its additivity
形成纠缠和经典信道容量的可加性是强超可加性猜想的结果。我们表明，相反，强超加性猜想如下从形成的纠缠的加性，这意味着这两个aesturtures是等价的，经典的信道容量的加性是它们的后果。
2003-05-09 quant-ph
Additivity for a class of unital qubit channels
证明了乘积通道的Holevo容量的可加性，条件是其中一个通道是在某类单位量子比特通道中，而另一个通道是完全任意的。这个量子位类别包括去极化通道。作为副产品，这证明了Holevo界限是这种量子比特信道的最终信息容量（假设发送者和接收者之间没有先前的纠缠）。在相同的假设下，还证明了最小熵的可加性和p-模的乘性。
2001-05-31 quant-ph
Scalable programmable quantum gates and a new aspect of the additivity problem for the classical capacity of quantum channels
我们考虑两个明显分开的问题：在第一部分的文件，我们研究的概念，一个可扩展的（近似）可编程量子门（SPQG）。这些是特殊的（近似的）可编程量子门，具有可能对通用计算理论产生影响的良好特性。不幸的是，正如我们所证明的，这样的物体在通常的量子理论的范围内是不存在的。在第二部分中，噪声密集编码（和泛化）的问题得到解决。我们观察到，所获得的经典容量的可加性问题显然比通常的量子信道（完全正映射）具有更大的普遍性：即，后者作为前者的一个特例而发生，但是，正如我们将借助第一部分的不存在结果而论证的那样，前者不能被简化为后者的一个实例。我们的结论是，量子信道的经典容量的可加性问题，到目前为止所提出的，可能在概念上不是在其适当的一般性。
2001-10-23 quant-ph
Constructive counterexamples to the additivity of minimum output Rényi entropy of quantum channels for all $p>1$
Northeastern University（东北大学）；Concordia University（康考迪亚大学）
本文构造了针对所有p>1的量子通道最小输出Rényi熵的反例，通过高几何纠缠度量的子空间构造，展示了亚加性性质，并应用于纠缠见证器和混合态的扰动保持性。
2026-01-25 quant-ph
Sufficient conditions for additivity of the zero-error classical capacity of quantum channels
Kyung Hee University（庆熙大学）
研究量子信道零误差经典容量可加性，通过建立独立数乘法性的充分条件及研究非交换图块形式，给出满足条件的量子信道例子，推导相关条件，为零误差量子通信基本限制提供新见解。
2026-07-14 quant-ph
Classical information capacity of a class of quantum channels
研究了一类量子信道的最小输出熵和经典信息容量的可加性。对于这类通道，输出的范数被最大化，使得输出是归一化投影。本文证明了[0，2]中含有熵参数的最小输出Renyi熵的可加性，推广了Alicki和Fannes的一个论点，并给出了一些具体的例子.为了将这些结果与经典的信息容量相联系，我们引入了信道协方差的一种弱形式。然后，我们确定了几个弱协变通道的情况下，我们可以推断的经典信息容量的可加性。这两个可加性结果适用于任意数量的不同通道的情况。最后，我们将所得到的结果与可以计算纠缠代价的二分量子态的实例联系起来。
2005-04-14 quant-ph
Isotropic quantum spin channels and additivity questions
计算了旋转不变量子信道作用于自旋1/2和自旋1系统的最小熵输出。对于两个平行的这样的通道和初始纠缠（单重）状态的情况下，输出的熵高于单通道的加倍的最小熵输出。这给加性假说提供了一定的道德支持。通道的另一个相关的简单函数（最小熵增益）被示出为一般是加性的。
2004-02-12 quant-ph
Additivity in Isotropic Quantum Spin Channels
证明了旋转不变量子信道作用于自旋1/2和自旋1系统的最小输出熵和Holevo容量的可加性。这些通道的物理意义和它们与其他已知通道的关系也进行了讨论。
2004-10-05 quant-ph
Superadditivity of communication capacity using entangled inputs
现代通信中使用的纠错码的设计依赖于信息理论来量化噪声信道发送信息的容量[1]。这种容量可以用输入和输出之间的互信息来表示：虽然后续输入位之间的相关性被用来纠正错误，但它们不能增加容量。对于量子信道，纠缠输入态是否能增加经典信息的发送容量一直是一个悬而未决的问题[2]。可加性猜想[3，4]指出纠缠没有帮助，使得容量的实际计算成为可能。虽然加和性被广泛认为是正确的，但没有证据。在这里，我们通过构造一个随机反例来证明可加性是假的。我们的研究结果表明，量子信道的经典容量的最基本问题仍然是开放的，需要进一步的工作来确定在其他情况下纠缠可以提高容量。
2009-12-30 quant-ph
On the additivity conjecture for channels with arbitrary constraints
最近Shor证明了几个与Holevo容量和形成纠缠有关的开放（子）可加性问题的等价性[15]。在我们之前的注释[6]中，这些等价于具有任意线性约束的信道的Holevo容量的可加性。本说明是前一个在一般约束通道方向上的发展。引入输入约束提供了更大的灵活性，在治疗的可加性猜想。考虑了任意约束信道的Holevo容量，导出了该信道的最优系综的特征性质，推广了Schumacher和Westmoreland的最大距离性质（命题1）.它表明，两个通道与单一的线性约束的可加性猜想是等价的两个任意约束的通道，因此，一个有趣的次加性性质的$χ$ -功能的张量积这些通道（定理1）的类似猜想。我们还提出了另一种方法来证明任何两个无约束通道的可加性猜想意味着形成纠缠的强超可加性。从凸分析的参数提供了另一个表征通道的次加性的$χ$ -功能保持（定理3）。Shor的通道扩展的这种表征和一些修改提供了一种简单的方法来证明无约束通道的最小输出熵的全局可加性意味着$χ$ -函数的全局次可加性和形成纠缠的强超可加性。
2003-08-29 quant-ph
Numerical Experiments on The Capacity of Quantum Channel with Entangled Input States
利用量子编码定理推导了乘积输入态量子信道的容量。然而，纠缠输入态是否能增强量子信道仍是一个悬而未决的问题。结果表明，该问题可归结为乘积量子信道的容量是否具有可加性这一更一般问题的特殊情况。在本研究中，我们将量子Arimoto-Blahut型算法之一，后者的问题。结果表明，乘积量子信道容量的可加性始终成立，纠缠输入态不能增强量子信道容量。
2001-10-26 quant-ph
Strong Super-additivity of the entanglement of formation for pure stabilizer states
我们证明了稳定子纯态的形成纠缠具有强超可加性，以及使其平均纠缠熵最小的混合态集合是共享相同稳定子群的稳定子纯态的混合，直到相位。讨论了该结果对传输稳定态的量子信道的Holevo容量的可加性的意义。
2007-02-10 quant-ph
Additivity and non-additivity of multipartite entanglement measures
研究了三种多体纠缠度量的可加性，即纠缠的几何度量、纠缠的相对熵和对数全局鲁棒性。首先，我们证明了GM的可加性的多体状态与实和非负的项目的计算基础。许多实验和理论上感兴趣的态都具有这种性质，例如贝尔对角态、最大关联广义贝尔对角态、广义迪克态、斯莫林态和杜尔多体束缚纠缠态的推广。我们还证明了其他两个措施的一些例子的可加性。其次，我们证明了所有三方或多方反对称投影态的GM的非可加性，并对反对称投影态的三种测度的非可加性给出了统一的解释。特别地，我们分别导出了反对称投影态的一个副本和两个副本的三个测度的解析公式。第三，我们用统计的方法证明了几乎所有的多体纯态都是最大纠缠态，并且它们的纠缠度都是关于GM和相对熵的。然而，它们的GM并不具有强可加性;更令人惊讶的是，对于计算基础中具有真实条目的一般纯态，一个副本和两个副本的GM分别几乎相等。因此，如果可以对资源状态的两个副本执行测量，则更多的状态可以适合于通用量子计算。在渐近LOCC条件下，几乎所有的多体纯态都不能用多体GHZ态的组合可逆地产生，除非一般多体纯态的纠缠相对熵是不可加的.
2010-09-13 quant-ph
Yet another additivity conjecture
Holevo容量的可加性猜想、输出最小熵和形成纠缠是等价的。其中，输出最小熵是最简单的，因此许多研究人员都集中在这个数量。在这里，我们提出了另一种纠缠度量，其强超可加性和可加性等价于上述量的可加性。这个量和输出最小熵一样简单，在已有的输出最小熵的可加性猜想的具体证明中，实质上都是证明这个量的强超可加性。
2005-09-15 quant-ph
Simplifying additivity problems using direct sum constructions
研究了量子信道的经典容量、最小输出熵及其凸闭包的可加性问题。我们表明，他们中的每一个，任意对通道的加性保持当且仅当它保持为任意相等的对，这反过来又可以被视为单位。在类似的意义上，弱可加性是指强可加性的任何凸纠缠单调。的影响是通过考虑直接和的通道（或状态），我们展示了如何获得几个信息理论量从他们的值的summands。这为提升可加性结果提供了一个简单而通用的工具。
2007-08-21 quant-ph
The Holevo capacity of infinite dimensional channels and the additivity problem
引入了任意约束的无限维量子信道的Holevo容量的概念。它示出，尽管不存在的最佳合奏在这种情况下，它是可以定义的输出最佳平均状态的概念，这样的通道。得到了输出最优平均状态的特征和Holevo容量的“minimax”表达式。这使得证明无限维量子信道的几个可加性性质的等价性成为可能。本文考虑了无限维信道的$χ$ -函数的概念，证明了它的强连续性和下连续性。本文还讨论了Holevo容量的连续性问题。结果表明，Holevo容量是连续函数的通道在有限维的情况下，而在一般情况下，它只是较低的连续。实例证实了这一结论。本说明的主要结果是声明，所有有限维通道的Holevo容量的可加性意味着所有无限维通道的任意约束的Holevo容量的可加性。证明了$χ$ -函数对于其中一个无噪声或纠缠破裂的两个无限维信道的次可加性。
2005-04-27 math-ph math.MP quant-ph
Additivity of the Renyi entropy of order 2 for positive-partial-transpose-inducing channels
我们证明了最小Renyi熵的顺序2（RE 2）输出的正部分转置（PPT）诱导通道联合到任意其他通道等于最小RE 2输出的各个通道的总和。PPT诱导通道是具有束缚缠结或可分离的Choi矩阵的通道。所使用的技术可以很容易地回收，以证明一些非PPT诱导通道，如去极化和转置去极化通道，但不是所有已知的加性通道的加性。我们明确地计算广义Werner-Holevo通道作为我们的技术的范围和局限性的一个例子。
2008-06-02 quant-ph
Mutual Uncertainty, Conditional Uncertainty and Strong Sub-Additivity
我们引入了一个新的概念，称为在一个给定的量子态中的两个观测之间的相互不确定度，它具有类似于两个随机变量的互信息的特性。此外，我们定义了条件不确定性以及条件方差，并表明条件更多的可观察减少了不确定性。在给定三个观测量的条件下，证明了条件不确定性的强次可加性关系。作为一个应用，我们表明，使用条件方差可以检测两体高维纠缠态。我们的检测方法的功效在于，它提供了更好的检测标准比现有的大多数标准的基础上的几何状态。有趣的是，我们发现对于$N$ -量子比特乘积态，相互不确定度正好等于$N-\sqrt{N}$，如果它不是这个值，则态是纠缠的。我们还表明，使用两个观测值之间的相互不确定性，可以检测到非高斯转向里德的标准未能检测到。利用多个观测量的互不确定性、条件不确定性和强次可加性，我们的结果可能为量子理论和量子信息的研究开辟一个新的方向.
2018-09-13 quant-ph
Counterexample to an additivity conjecture for output purity of quantum channels
在研究量子信道的经典信息容量的可加性时自然产生的一个猜想指出，由p范数测量的来自量子信道的输出的最大纯度应该是关于信道的张量积的乘法。当p>4.79时，我们证明了这个猜想是错误的。同样的例子（p=无穷大）也证明了希尔伯特空间张量积的内射范数的乘法性的猜想是错误的。
2002-03-01 quant-ph
The capacity of the quantum depolarizing channel
计算了d维去极化信道的信息承载能力。它示出，这种能力可以通过编码的消息作为产品的纯状态属于一个正交基的状态空间，并使用测量这是产品的投影到这个相同的正交基。换句话说，无论是纠缠信号态还是纠缠测量都不会对信息容量产生任何优势。结果如下从加性定理的产品的去极化信道与任意信道的容量。对于所有p >= 1，我们建立了这个乘积通道的Amosov-Holevo-Werner p-范数猜想，并由此推导出最小熵和Holevo量的可加性。
2002-05-02 quant-ph
Additivity and multiplicativity properties of some Gaussian channels for Gaussian inputs
在输入信号状态为高斯态的假设下，证明了任意模式的经典噪声信道和热噪声信道的最大输出$p$范数对所有$p>1$的乘法性.作为一个直接的结果，我们还显示了最小输出熵的可加性和能量约束的Holevo容量的高斯信道下高斯输入。据我们所知，新发现的辛本征值的优势关系，这也是独立的利益，在证明中起着核心作用。
2006-02-13 quant-ph
Super-Additivity and Entanglement Assistance in Quantum Reading
量子信息理论决定了信息可以通过量子力学描述的物理系统传输的最大速率。在这里，我们考虑称为量子读取的通信协议。量子读取是用于通过使用量子探针来检索存储在数字存储器中的信息的协议，例如，发光的量子态来读取光存储器。在各种情况下，使用量子探针增强了读取协议在保真度、数据密度和能量耗散方面的性能。在这里，我们回顾和表征的量子读取能力的记忆模型，定义为可靠的阅读的最大速率。我们证明了，和量子信息理论中的其他量一样，量子读取容量是超加性的。此外，我们确定的条件下使用的纠缠辅助提高量子读取的性能。
2016-03-04 quant-ph
The Hamiltonian for Entangled States Cannot Be Additive
本文指出纠缠态系统哈密顿量的可加性假设与纠缠态存在相矛盾，从而否定该假设在无信号论证中的有效性。
2023-12-30 physics.hist-ph quant-ph
Remarks on entanglement assisted classical capacity
研究了纠缠辅助信道容量的最优信号系综的性质。得到了纠缠辅助信道容量与无辅助信道一次性容量之间的关系。用简单的方法重新推导了纠缠辅助信道容量的数据处理不等式、凸性和可加性。
2003-05-09 quant-ph
The additivity of states uniquely determined by marginals
本研究将可由边缘分布唯一确定的UDA态从纯态推广至任意态，定义其k-UDA可加性并证明纯态参与时成立、给出混态成立条件，还结合真多体纠缠构造方法实现了带真纠缠的多体k-UDA态构建。
2023-08-22 quant-ph
Entropic singularities give rise to quantum transmission
无噪声的量子信息什么时候可以通过有噪声的量子设备发送？最大速率是多少？这些问题是量子技术的核心，但由于非加性--一种基本的协同作用，允许量子设备（又名量子信道）发送比预期更多的信息，这些问题仍然没有答案。以前，非加性是已知的，发生在非常嘈杂的信道与相干信息远小于一个完美的信道，但是，我们的工作表明，在一个简单的低噪声信道的非加性。我们的结果甚至可以进一步推广。我们证明了一个关于信道相干信息正性的一般定理。这个定理的一个推论给出了一个简单的尺寸测试通道的容量。应用这个推论解决了一个开放的问题，通过表征所有的量子比特通道，其补充具有非零容量。另一应用示出了宽类别的零量子容量量子比特信道可以辅助不完全擦除信道发送量子信息。这些结果来自于在冯诺伊曼熵中引入对数奇点并将其与量子传输联系起来：由这种奇点引起的熵变化是负责相干信息的正性和非加性的机制。对这种奇异性的分析在其他物理问题中可能是有用的。
2021-10-01 quant-ph
Generic nonadditivity of quantum capacity in simple channels
该研究针对量子信道超加性示例稀缺的问题，提出platypus信道族，发现其与不同信道联合时的超加性效应，验证了超加性在大容量信道间的普遍性，拓展了量子信息理论认知。
2023-06-13 cs.IT math.IT quant-ph
Coherent state coding approaches the capacity of non-Gaussian bosonic channels
可加性问题是问纠缠的使用是否可以提高给定信道的信息承载能力，使其超出仅用简单乘积态编码所能实现的能力。最近已经表明，这不是相位不敏感的单模高斯信道的情况下，但仍然没有解决的一般。在这里，我们考虑两个一般类别的玻色子噪声信道，其中包括相位不敏感的高斯信道作为特殊情况：这些是分束器与一般的，潜在的非高斯环境状态和经典的噪声信道与一般的概率噪声。我们发现，可加性违反，如果存在的话，是相当轻微的所有这些渠道：在经典容量的最大增益是有界的一个常数独立的输入能量。我们的证明表明，简单的经典调制相干态的编码是接近最佳的。
2018-04-09 quant-ph
Superadditivity in trade-off capacities of quantum channels
本文研究了量子信道在经典通信、量子通信和纠缠之间的动态容量的可加性现象。如果我们想要最佳地使用量子信道用于一般通信目的，理解这种可加性性质是重要的。然而，在许多情况下，将使用的信道仅具有加性的单或双资源容量，并且很大程度上不知道这是否会导致超加性的双或三资源容量。例如，如果一个信道具有可加的经典和量子容量，那么经典-量子容量可以是超可加的吗？在这项工作中，我们肯定地回答了这些问题。我们给出了这些通道存在的原理证明要求。在大多数情况下，我们可以提供这些量子信道的显式构造。这些超加性现象的存在是令人惊讶的，与经典纠缠和经典量子容量区域的可加性意味着三重容量区域的可加性的结果相反。
2017-08-16 cs.IT math.IT quant-ph
Exploring super-additivity of coherent information of noisy quantum channels through Genetic algorithms
机器学习技术越来越多地用于基础研究，以解决各种具有挑战性的问题。在这里，我们探索这样一种技术来解决量子通信场景中的一个重要问题。当通过有噪声的量子信道传输量子信息时，信道的效用由其量子容量来表征。然而，量子信道显示出一种有趣的特性，称为相干信息的超可加性。这使得量子容量的计算成为一个困难的计算问题，涉及在指数增长的搜索空间上的优化。在这项工作中，我们首先利用神经网络模拟器来表示量子态，然后应用进化优化方案来解决这个问题。我们发现在量子位泡利通道的三参数空间中的区域，相干信息表现出这种超加性特征。我们的特点是量子码，实现高相干信息，找到几个非平凡的量子码，优于一些泡利信道的重复码。对于某些泡利通道，这些代码显示出非常高的超加性的顺序为0.01，远远高于在其他研究良好的量子信道中观察到的值。我们进一步比较了神经网络模拟器与原始模拟器的学习性能，发现在三次拍摄的情况下，神经网络模拟器在寻找高相干信息的量子码方面优于原始表示。我们还比较了进化算法的学习性能与一个简单的粒子群优化方案，并显示经验结果表明可比的性能，这表明神经网络animation加上进化方案确实是一个很有前途的方法来寻找非平凡的量子代码的高相干信息。
2022-07-13 quant-ph
Approaches for approximate additivity of the Holevo information of quantum channels
我们研究量子信道，接近另一个信道的弱加性Holevo信息，并推导出其经典容量的上界。具有弱加性Holevo信息的通道的示例是纠缠破坏通道、单位量子比特通道和Hadamard通道。与近似降解性的方法相关，我们为上述每个类定义近似参数，以测量任意通道与满足相应属性的接近程度。这给我们的经典容量的近似参数的函数，以及一个量子信道的动态容量区域的外部边界的上限。由于这些参数是根据菱形距离定义的，因此可以使用半定规划（SDP）有效地计算上界。我们展示了我们的方法的有用性与两个示例通道：一个凸的振幅阻尼和去极化噪声的混合物，振幅阻尼和失相噪声的组合物。对于这两个渠道，我们的界限表现良好，在某些制度的噪声参数相比，最近推导的SDP上界的经典容量。一路上，我们定义了广义信道发散的概念（其中包括钻石距离作为一个例子），我们证明，联合协变信道这些数量最大化的协方差组下的状态不变的纯化。这后一结果可能是独立的利益。
2020-08-22 quant-ph
On some additivity problems in quantum information theory
量子信息理论中的一类问题，具有基本公式但仍然难以解决，涉及表征量子信道的各种量的可加性性质，特别是“经典容量”和“最大输出纯度”。所有已知的结果，包括大量的数值计算工作，都与这些量确实是可加性的猜想相一致。乘法）关于通道的张量积。这个猜想的证明将对量子信息理论产生重要影响。特别地，根据这个猜想，经典容量或输出的最大纯度不能通过使用信道的纠缠输入来增加。本文讨论了可加性/可乘性问题，给出了它们之间的关系，并证明了一些新的部分结果，这些结果也支持了猜想。
2000-05-13 math-ph math.MP quant-ph
Computable limits of optical multiple-access communications
量子信道上的通信速率可以通过纠缠、超加性现象或纠缠辅助来提高。超可加性是指通过多个通道使用的输入纠缠而提高的容量。然而，当无限的纠缠援助是可用的，信道使用之间的纠缠变得不必要-纠缠辅助（EA）的单发送器和单接收器信道的容量是添加剂。我们概括的EA容量的加性一般多址信道（MAC）的总通信速率。此外，对于建模为相位不敏感的玻色子高斯MAC的光通信，我们证明了最佳的总速率是通过高斯纠缠实现的，因此可以有效地评估。为了衡量纠缠的优势，我们提出了可计算的外部边界的容量区没有纠缠援助。最后，我们制定了EA版本的最小熵猜想，这导致相位不敏感的玻色高斯MAC的容量区域的可加性，如果它是真的。可计算的极限证实了纠缠在光多址通信中的提升。
2021-10-04 quant-ph
Can non-private channels transmit quantum information?
我们研究了量子信道的功率与私人通信的能力很小或没有。因为隐私是量子通信的必要条件，人们可能会认为这种信道对传输量子态没有什么用处。尽管如此，我们发现了强有力的证据，证明存在这样的通道对，当它们一起使用时，可以传输比它们各自私人容量之和多得多的量子信息。由于量子传输必然是私有的，这将意味着对私有容量的可加性的严重违反。具体地说，我们提出的通道，显示（1）一个大的联合量子容量，但非常小的个人私人容量或（2）严重违反加性的Holevo信息。
2009-02-20 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 structure of optimal sets for tensor product channel
对于一个给定的量子信道，我们考虑两个最佳的状态集，相关的Holevo容量和最小输出熵的这个信道。得到了这些集合的一些性质以及它们重合的充要条件。研究了两个量子信道的可加性与其张量积最优集的结构之间的关系。结果表明，这些可加性性质与张量积通道最优集的特殊遗传性有关。我们探讨了这些最优集的结构特性下，两个不同的假设。第一个假设意味着对于任意约束的两个通道的张量积，存在具有乘积状态平均的最优系综。结果表明，正是这个假设保证了张量积通道的两个最优集的遗传性，并提供了一些关于可加性问题的观察。第二个假设意味着两个信道的Holevo容量具有任意约束的可加性。结果表明，正是这个假设保证了张量积通道的两个最优集的强遗传性，并提供了这两个最优集与单通道最优集之间的自然“投影”关系。
2005-06-28 quant-ph
A quantum channel with additive minimum output entropy
我们给出了一个直接的证明，证明了特定量子信道的最小输出熵的可加性，从而打破了乘法性猜想。这产生了该通道经典容量的加和性，这是Matsumoto和Yura通过不同方法获得的结果[quant-ph/0306009]。我们的证明在很大程度上依赖于某些独立的利益的输出熵的性质。
2004-03-09 quant-ph
Equivalence of Additivity Questions in Quantum Information Theory
我们减少了量子信息理论中公开的可加性问题的数量，证明了其中四个问题是等价的。我们证明了量子信道的最小输出熵的可加性、量子信道经典容量的Holevo表达式的可加性、形成纠缠的可加性以及形成纠缠的强超可加性的可加性都是真的或都是假的.
2003-07-03 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Mutual Information Capacity for High Dimensional Entangled States
用于量子通信信道的高维希尔伯特空间提供了大数据传输能力的可能性。提出了一种在高维位置基和动量基上表征纠缠光子态信道容量的方法。我们使用这种方法来测量信道容量的参数下转换状态，实现了信道容量超过7位/光子的位置或动量的基础上，通过测量高达576个维度每个检测器。该通道违反了熵可分性界限，这表明该性能不能被经典地复制。
2011-07-26 quant-ph
Beating the channel capacity limit for superdense coding with entangled ququarts
量子超密集编码协议利用两个用户之间共享的量子纠缠来提高信道容量。当使用纠缠量子比特时，信道容量可以高达2。然而，这个极限可以通过使用高维纠缠来超越。我们报告了一个实验，超过了使用高品质的纠缠quququququarts的限制，结晶度高达0.98，展示了$2.09\pm0.01$的通道容量。测得的信道容量也高于仅发送一个四分之一时获得的信道容量。我们使用该设置传输保真度为0.952的五色图像。我们的实验显示了高维纠缠的巨大优势，将促进对高维量子信息过程的研究。
2018-07-27 quant-ph
A strong converse for classical channel coding using entangled inputs
信道编码的一个完全通用的强逆命题是，当发送经典信息的速率超过量子信道的容量时，正确解码的概率在信道使用次数上呈指数级地变为零，即使我们允许码态在信道的几次使用中纠缠。这样的陈述以前只知道经典信道和量子身份信道。通过将问题与最小输出熵的可加性联系起来，我们证明了对于一大类通道，包括所有单位量子比特通道，d维去极化通道和Werner-Holevo通道，存在强逆。这进一步证明了将经典容量解释为信息传递的一个尖锐阈值的合理性。
2009-03-16 quant-ph
Additivity of quantum capacities in simple non-degradable quantum channels
本文提出两类非退化量子信道，其相干信息保持可加性，从而简化量子容量计算，并分析结构约束对强、弱可加性的影响。
2025-06-20 math-ph math.MP math.PR
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
An Infinite Sequence of Additive Channels: the Classical Capacity of Cloning Channels
我们引入了一个无限序列的量子信道的Holevo容量是可加的。该通道系列与通用量子克隆机产生的量子信道密切相关。加性证明的动机是一个特殊的属性所研究的渠道享有：共轭降解性能。由于宣布的证明，我们还提供了一个简单的方法来证明原来的Unruh通道的量子容量是已知的Holevo容量的可加性。因此，我们不仅提出了一个无限系列的有限维通道，但也是一个非平凡的例子，一个无限维通道的经典和量子信道的能力是很容易计算的。
2013-10-03 math-ph math.MP quant-ph
Uniform Additivity in Classical and Quantum Information
信息论建立了数据传输、存储和处理的基本限制。量子信息理论将信息理论的思想与对现实的精确量子力学描述结合起来，从而给出一个更精确和完整的理论，具有新的和更强大的信息处理可能性。经典和量子信息理论的目标都是量化不同资源相互转换的最佳速率。这些速率通常用熵来表征。然而，许多熵公式的非可加性往往使寻找答案的信息理论问题的棘手。在一些有利的情况下，如经典信道的经典容量，多址接入信道的容量区域和量子信道的纠缠辅助容量，可加性允许最佳速率的充分表征。在这里，我们提出了一个新的数学性质的熵公式，均匀可加性，这是既容易评估和丰富的，足以捕捉所有已知的量子加法公式。利用熵不等式的线性规划方法，给出了一致可加函数的一个完整刻画。除了所有已知的量子公式，我们发现了一个新的和有趣的附加量：完全相干信息。我们还发现了一个惊人的巧合-经典和量子一致可加函数是相同的，经典和量子信息理论中的易处理的答案是形式等价的。我们的技术为更深入地理解信息论的易处理性铺平了道路，从经典的多用户问题，如广播信道到量子信道容量的评估。
2016-01-20 cs.IT math.IT quant-ph
Subadditivity of the minimum output entropy and superactivation of the classical capacity of quantum multiple access channels
研究了量子多址信道最小输出熵（$H_{min}$）的次可加性.我们提供了一个例子，违反了加性定理$H_{min}$已知的经典信息论。我们的结果是基于$MACs$的一个基本属性，即每个发送者的独立性。示例中使用的通道可以显式构造。在$H_{min}$的次可加性的基础上，我们还给出了MAC经典容量域的极值超可加性（超激活）的一个例子。
2011-01-05 quant-ph
Nonadditivity effects in classical capacities of quantum multiple-access channels
我们研究了量子多址信道的经典容量，揭示了类Holevo容量的可加性的破坏。这种效应纯粹是量子的，因为正如有人指出的那样，任何经典的多路访问信道都有它们的区域加性。在这里呈现的量子版本中观察到的非可加性似乎是这种类型的第一个效应，没有涉及额外的资源，如侧经典或量子信息（或纠缠）。所涉及的量子信道的简单性类似于具有两个发射器和两个接收器的经典信道的情况下的蝴蝶效应。
2008-07-24 quant-ph
On classical capacity of Weyl channels
证明了由q-c Weyl通道变形得到的Weyl通道的最小输出熵的可加性。计算了信道的经典容量。
2020-10-31 math-ph math.MP quant-ph
Directed percolation effects emerging from superadditivity of quantum networks
研究了由量子信道组成的网络中纠缠引起的经典通信容量的非可加性。分析了由蝴蝶型纠缠打破通道以一定概率被单位通道增广构成的通信格。网络中的容量超可加性表现在定向相关键渗流中，我们认为它有两种类型：简单定向和随机定向。所得到的逾渗性质表明，高容量的信息传递集在更快的制度的超加通信容量比其他可能的。作为副产品，这揭示了一种新型的基于纠缠的量子容量渗透现象。
2011-07-05 quant-ph
A General Information Theoretical Proof for the Second Law of Thermodynamics
我们证明了在一个孤立系中，信息的守恒性和非可加性以及熵的可加性使得熵增加。纠缠量子态的坍缩提供了信息非可加性的一个例子。然而，后者也适用于其他领域，其中交互信息是重要的。例如经典的统计力学、社会统计和金融过程。因此，热力学第二定律以其最一般的形式得到了证明。这不仅在量子和经典物理学中是正确的，而且在其他过程中也是正确的，在这些过程中信息是保守的和非加性的。
2007-03-29 cond-mat.stat-mech quant-ph
Revisiting additivity violation of quantum channels
利用ε-网论证和Lévy引理证明了量子信道最小输出熵的可加性破坏。加性猜想最初被黑斯廷斯推翻。后来，Aubrun，Szarek和Werner通过渐近几何分析给出了一个证明，其中使用了高斯过程的Dudley界（或Dvoretzky定理与Schechtman改进）。在本文中，我们沿着Dvoretzky的定理在米尔曼的观点，显示在更广泛的制度比现有的证明加性违反另一个证明。重要的是，Dvoretzky定理可以很好地使用规范来给出强声明，但这些技术可以扩展到具有规范结构的函数-正齐性和三角不等式。然后，讨论了Hastings方法与我们方法之间的联系.此外，我们还对正则化最小输出熵与量子信道经典容量之间的关系作了一些评论。
2014-11-26 math-ph math.MP quant-ph
Allowing leakage can increase quantum transmission
研究发现允许量子信息泄漏到环境可反直觉地提升信道容量，源于双字母级超可加性，并可能提高量子密钥分发速率。
2025-05-27 quant-ph
Equivalence Relations for the Classical Capacity of Single-Mode Gaussian Quantum channels
我们证明了一个任意的单模高斯量子信道和一个新定义的基准信道之前的相移，然后由高斯幺正操作的等价性。这种等价性意味着任何单模高斯信道的能量约束经典容量都可以基于此基准信道来计算，并且可以简单地用分束器、两个相同的单模挤压器和一个双模挤压器来实现。在一个大的域的参数，我们还提供了高斯经典容量的解析表达式，利用其可加性，并证明经典容量不能超过它超过1/ln 2位。
2013-07-25 quant-ph
Closed formula for the relative entropy of entanglement
解决了两个量子比特纠缠相对熵的封闭公式问题。对于给定的最近可分态，给出了描述纠缠态的反问题的一个紧致形式的解。对一大类纠缠态的公式的分析表明，只有在某些特殊情况下，才能给出原问题的一个紧凑的解析解，它对应于找到给定纠缠态的最接近的可分态。给出了紧致形式公式的几个应用，以表明REE的可加性，REE与Rains纠缠上界的联系，并表明Bell态没有唯一的最近可分态。
2008-10-15 quant-ph
