論文の概要: Energy-constrained LOCC-assisted quantum capacity of bosonic dephasing channel

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04173v3
• Date: Sat, 15 Oct 2022 16:30:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-08 22:25:32.315147
• Title: Energy-constrained LOCC-assisted quantum capacity of bosonic dephasing channel
• Title（参考訳）: エネルギー拘束型LOCC支援ボソニックデファスティングチャネルの量子容量
• Authors: Amir Arqand, Laleh Memarzadeh, Stefano Mancini
• Abstract要約: 入力状態にエネルギーを制約したボソニックデファスティングチャネルのLOCC支援量子容量について検討する。 我々は,ボソニックデファスティングチャネルのエネルギー制約型LOCC支援量子容量に対して,明らかに上と下の境界を導出した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study the LOCC-assisted quantum capacity of bosonic dephasing channel with energy constraint on input states. We start our analysis by focusing on the energy-constrained squashed entanglement of the channel, which is an upper bound for the energy-constrained LOCC-assisted quantum capacity. As computing energy-constrained squashed entanglement of the channel is challenging due to a double optimization (over the set of density matrices and the isometric extensions of a squashing channel), we first derive an upper bound for it, and then we discuss how tight that bound is for energy-constrained LOCC-assisted quantum capacity of bosonic dephasing channel. We prove that the optimal input state is diagonal in the Fock basis. Furthermore, we prove that for a generic channel, the optimal squashing channel belongs to the set of symmetric quantum Markov chain inducer (SQMCI) channels of the channel system-environment output, provided that such a set is non-empty. With supporting arguments, we conjecture that this is instead the case for the bosonic dephasing channel. Hence, for it we analyze two explicit examples of squashing channels which are not SQMCI, but are symmetric. Through them, we derive explicit upper and lower bounds for the energy-constrained LOCC-assisted quantum capacity of the bosonic dephasing channel in terms of its quantum capacity with different noise parameters. As the difference between upper and lower bounds is at most of the order $10^{-1}$, we conclude that the bounds are tight. Hence we provide a very good estimation of the LOCC-assisted quantum capacity of the bosonic dephasing channel.
• Abstract（参考訳）: 入力状態にエネルギーを制約したボソニックデファスティングチャネルのLOCC支援量子容量について検討する。 我々は、エネルギー制約されたLOCC補助量子容量の上限であるチャネルの正方形絡みに焦点をあてて分析を開始する。 二重最適化(密度行列の集合とスキャッシングチャネルの等方性拡張)により、チャネルのエネルギー制約付き量子絡み合いの計算が困難であるので、まずその上界を導出し、次に、その境界がボソニックデファスティングチャネルのエネルギー制約型LOCC支援量子容量に対してどれほどきつくかについて議論する。 最適入力状態がフォック基底において対角的であることを証明する。 さらに, 汎用チャネルの場合, 最適スキャッシングチャネルは, チャネル系環境出力の対称量子マルコフ連鎖インデューサ(SQMCI)チャネルの集合に属し, その集合が空でないことを証明した。 議論を支持することによって、これは代わりにボソニック・デファスメント・チャンネルの場合であると推測する。 したがって、SQMCIではないが対称な2つのスキャッシングチャネルの明示的な例を分析する。 これらを通して,音パラメータの異なる量子容量のボソニックデファスリングチャネルのエネルギー制約型LOCC支援量子容量に対して,明らかな上界と下界を導出した。 上界と下界の違いは10^{-1}$のオーダーのほとんどであるため、境界はタイトであると結論付ける。 したがって, ボソニックデファッシングチャネルのlocc支援量子容量を非常によく推定できる。

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