論文の概要: Additivity of quantum capacities in simple non-degradable quantum channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.03927v3
• Date: Mon, 27 Jan 2025 05:55:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 13:50:06.191874
• Title: Additivity of quantum capacities in simple non-degradable quantum channels
• Title（参考訳）: 単純非分解性量子チャネルにおける量子容量の付加性
• Authors: Graeme Smith, Peixue Wu,
• Abstract要約: それらの環境を「上回る」ことができるチャネルは,コヒーレントな情報の強い付加性を示すか,弱い付加性を示すかを示す。 本稿では,コーヒーレントな情報付加性を保ちながら,優れた特性を損なうためにチャネルを修飾する補完構造について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.9901365062418312
• License:
• Abstract: Quantum channel capacities give the fundamental performance limits for information flow over a communication channel. However, the prevalence of superadditivity is a major obstacle to understanding capacities, both quantitatively and conceptually. In contrast, examples exhibiting additivity, though relatively rare, offer crucial insights into the origins of nonadditivity and form the basis of our strongest upper bounds on capacity. Degradable channels, whose coherent information is provably additive, stand out as among the few classes of channels for which the quantum capacity is exactly computable. In this paper, we introduce two families of non-degradable channels whose coherent information remains additive, making their quantum capacities tractable. First, we demonstrate that channels capable of ``outperforming" their environment, under conditions weaker than degradability, can exhibit either strong or weak additivity of coherent information. Second, we explore a complementary construction that modifies a channel to preserve coherent information additivity while destroying the ``outperforming" property. We analyze how structural constraints guarantee strong and weak additivity and investigate how relaxing these constraints leads to the failure of strong additivity, with weak additivity potentially persisting.
• Abstract（参考訳）: 量子チャネル容量は、通信チャネル上の情報フローの基本的な性能限界を与える。 しかし、重付加能の出現は、量的にも概念的にも、キャパシティを理解する上で大きな障害となる。 対照的に、添加性を示す例は比較的稀であるが、非添加性の起源に関する重要な洞察を与え、容量の最も強い上限の基礎を形成する。 コヒーレントな情報が証明可能な付加性を持つ分解可能なチャネルは、量子容量が正確に計算可能ないくつかのチャネルのクラスの中で際立っている。 本稿では、コヒーレントな情報を付加的に残し、量子容量を誘引可能な非分解性チャネルの2つのファミリーを紹介する。 まず, 劣化性よりも弱い条件下で, 環境の「アウトパフォーマンス」が可能なチャネルがコヒーレント情報の強い付加性を示すことを実証し, 「アウトパフォーマンス」特性を破壊しながら, チャネルを調整してコヒーレント情報付加性を維持するための補完構造について検討する。 構造的制約が強加法と弱加法をいかに保証するかを分析し、これらの制約を緩和すると強加法が失敗し、弱加法が持続する可能性があるかを調べる。

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