論文の概要: Three-Receiver Quantum Broadcast Channels: Classical Communication with Quantum Non-unique Decoding
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.09854v1
- Date: Fri, 14 Jun 2024 09:07:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-17 14:24:30.131226
- Title: Three-Receiver Quantum Broadcast Channels: Classical Communication with Quantum Non-unique Decoding
- Title（参考訳）: 3-Receiverの量子放送チャンネル:量子非特異復号による古典的通信
- Authors: Farzin Salek, Patrick Hayden, Masahito Hayashi,
- Abstract要約: ネットワーク通信では、デコードされた情報に基づいて受信者間に階層構造が存在する。
この階層は、特定の受信機のための高品質なビデオなど、様々な情報品質をもたらす可能性がある。
我々は、2段と3段の劣化したメッセージセットを持つ3段の量子放送チャンネルを探索する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.37825061268399
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In network communication, it is common in broadcasting scenarios for there to exist a hierarchy among receivers based on information they decode due, for example, to different physical conditions or premium subscriptions. This hierarchy may result in varied information quality, such as higher-quality video for certain receivers. This is modeled mathematically as a degraded message set, indicating a hierarchy between messages to be decoded by different receivers, where the default quality corresponds to a common message intended for all receivers, a higher quality is represented by a message for a smaller subset of receivers, and so forth. We extend these considerations to quantum communication, exploring three-receiver quantum broadcast channels with two- and three-degraded message sets. Our technical tool involves employing quantum non-unique decoding, a technique we develop by utilizing the simultaneous pinching method. We construct one-shot codes for various scenarios and find achievable rate regions relying on various quantum R\'enyi mutual information error exponents. Our investigation includes a comprehensive study of pinching across tensor product spaces, presenting our findings as the asymptotic counterpart to our one-shot codes. By employing the non-unique decoding, we also establish a simpler proof to Marton's inner bound for two-receiver quantum broadcast channels without the need for more involved techniques. Additionally, we derive no-go results and demonstrate their tightness in special cases.
- Abstract（参考訳）: ネットワーク通信では、物理条件やプレミアムサブスクリプションなどによってデコードされた情報に基づいて受信機間に階層が存在するという放送シナリオが一般的である。
この階層は、特定の受信機のための高品質なビデオなど、様々な情報品質をもたらす可能性がある。
これは数学的には劣化したメッセージセットとしてモデル化され、異なる受信者によってデコードされるメッセージ間の階層を示す。
我々は、これらの考察を量子通信に拡張し、2段と3段の劣化したメッセージセットを持つ3層量子放送チャンネルを探索する。
我々の技術ツールは、同時ピンチ法を利用して開発する量子非一様復号法(quantum non-unique decoding)を用いる。
様々なシナリオに対してワンショット符号を構築し、様々な量子R'enyi相互情報誤差指数に依存する達成可能なレート領域を求める。
我々の調査には、テンソル製品空間をまたがるピンチに関する包括的な研究が含まれており、我々の発見は、我々のワンショットコードに対する漸近的なものであることを示している。
非ユニクな復号法を用いることで、より複雑な技術を必要としない2受信の量子放送チャネルに対するマートンの内部境界のより単純な証明も確立する。
さらに,NGOの結果を導出し,その厳密さを特殊ケースで示す。
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