論文の概要: Deterministic identification over channels with finite output: a dimensional perspective on superlinear rates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.09117v3
- Date: Tue, 04 Feb 2025 12:17:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-05 14:53:00.399845
- Title: Deterministic identification over channels with finite output: a dimensional perspective on superlinear rates
- Title(参考訳): 有限出力チャネル上の決定論的同定:超線形速度の次元的視点
- Authors: Pau Colomer, Christian Deppe, Holger Boche, Andreas Winter,
- Abstract要約: 有限出力であるが任意の入力アルファベットを持つメモリレスチャネルに対する一般性の問題を考える。
主な発見は、メッセージの最大長が$R,nlog n$、ブロック長$n$と超直線的にスケールすることである。
出力分布のペアの信頼性を保証し、DIコードを構築するのに十分であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 49.126395046088014
- License:
- Abstract: Following initial work by JaJa, Ahlswede and Cai, and inspired by a recent renewed surge in interest in deterministic identification (DI) via noisy channels, we consider the problem in its generality for memoryless channels with finite output, but arbitrary input alphabets. Such a channel is essentially given by its output distributions as a subset in the probability simplex. Our main findings are that the maximum length of messages thus identifiable scales superlinearly as $R\,n\log n$ with the block length $n$, and that the optimal rate $R$ is bounded in terms of the covering (aka Minkowski, or Kolmogorov, or entropy) dimension $d$ of a certain algebraic transformation of the output set: $\frac14 d \leq R \leq \frac12 d$. Remarkably, both the lower and upper Minkowski dimensions play a role in this result. Along the way, we present a "Hypothesis Testing Lemma" showing that it is sufficient to ensure pairwise reliable distinguishability of the output distributions to construct a DI code. Although we do not know the exact capacity formula, we can conclude that the DI capacity exhibits superactivation: there exist channels whose capacities individually are zero, but whose product has positive capacity. We also generalise these results to classical-quantum channels with finite-dimensional output quantum system, in particular to quantum channels on finite-dimensional quantum systems under the constraint that the identification code can only use tensor product inputs.
- Abstract(参考訳): JaJa、Ahlswede、Caiによる初期の研究に続いて、ノイズチャネルによる決定論的識別(DI)への関心の高まりに触発されて、有限出力であるが任意の入力アルファベットを持つメモリレスチャネルに対する一般性の問題を考える。
そのようなチャネルは基本的にその出力分布によって確率単純集合の部分集合として与えられる。
我々の主な発見は、メッセージの最大長は、ブロック長$n$で超直線的に$R\,n\log n$とスケールし、最適レート$R$は、出力集合のある代数変換の被覆(ミンコフスキー、コルモゴロフ、エントロピー)次元$d$として有界であることである。
注目すべきは、ミンコフスキー次元の下と上の両方が、この結果に重要な役割を果たしていることである。
その過程で我々は,DI コードを構築するために,出力分布の相互に信頼性の高い識別性を確保するのに十分であることを示す "Hypothesis Testing Lemma" を提案する。
正確なキャパシティ公式は分かっていないが、DIキャパシティはスーパーアクティベーション(英語版)を示すと結論付けることができる: 個々にキャパシティがゼロであるが積が正のキャパシティを持つチャネルが存在する。
また、これらの結果を有限次元の出力量子系を持つ古典量子チャネル、特に識別符号がテンソル積の入力しか使えないという制約の下で有限次元の量子系上の量子チャネルに一般化する。
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