論文の概要: Detecting positive quantum capacities of quantum channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.06327v2
• Date: Wed, 23 Oct 2024 13:41:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-24 13:51:31.881894
• Title: Detecting positive quantum capacities of quantum channels
• Title（参考訳）: 量子チャネルの正量子容量の検出
• Authors: Satvik Singh, Nilanjana Datta,
• Abstract要約: ノイズの多い量子チャネルは、非ゼロレートで確実に量子情報を送信するために使用することができる。 これは、チャネルの非有界な数のコピーに対して、チャネルのコヒーレントな情報の計算を必要とするためである。 入力,出力,環境空間の相対的サイズに,チャネルが情報を伝達する能力が密接に関連していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.054540533394926
• License:
• Abstract: Determining whether a noisy quantum channel can be used to reliably transmit quantum information at a non-zero rate is a challenging problem in quantum information theory. This is because it requires computation of the channel's coherent information for an unbounded number of copies of the channel. In this paper, we devise an elementary perturbative technique to solve this problem in a wide variety of circumstances. Our analysis reveals that a channel's ability to transmit information is intimately connected to the relative sizes of its input, output, and environment spaces. We exploit this link to develop easy tests which can be used to detect positivity of quantum channel capacities simply by comparing the channels' input, output, and environment dimensions. Several noteworthy examples, such as the depolarizing and transpose-depolarizing channels (including the Werner-Holevo channel), dephasing channels, generalized Pauli channels, multi-level amplitude damping channels, and (conjugate) diagonal unitary covariant channels, serve to aptly exhibit the utility of our method. Notably, in all these examples, the coherent information of a single copy of the channel turns out to be positive.
• Abstract（参考訳）: 非ゼロレートで確実に量子情報を伝送するためにノイズのある量子チャネルを使用できるかどうかを決定することは、量子情報理論において難しい問題である。 これは、チャネルの非有界な数のコピーに対して、チャネルのコヒーレントな情報の計算を必要とするためである。 本稿では,この問題を多種多様な状況で解決するための基本的な摂動手法を考案する。 分析の結果,チャネルが情報を伝達する能力は,入力,出力,環境空間の相対的サイズと密接に関連していることが判明した。 我々はこのリンクを利用して、チャネルの入力、出力、環境次元を単純に比較することで、量子チャネル容量の正の値を検出するのに使用できる簡単なテストを開発する。 脱分極および転位脱分極チャネル(Werner-Holevoチャネルを含む)、復位チャネル、一般化されたパウリチャネル、多レベル振幅減衰チャネル、および(共役)対角ユニタリ共変チャネルなどの注目すべき例は、我々の方法の有用性を適切に示すのに役立つ。 特に、これらの例では、チャネルの1つのコピーのコヒーレントな情報は正であることが判明した。

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