論文の概要: Flagged Extensions and Numerical Simulations for Quantum Channel Capacity: Bridging Theory and Computation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.03429v1
• Date: Tue, 03 Jun 2025 22:21:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-05 21:20:14.07366
• Title: Flagged Extensions and Numerical Simulations for Quantum Channel Capacity: Bridging Theory and Computation
• Title（参考訳）: 量子チャネル容量のフラッグ拡張と数値シミュレーション:ブリッジ理論と計算
• Authors: Vahid Nourozi,
• Abstract要約: 解析的および数値的な組み合わせによるノイズ量子チャネルの容量について検討する。 チャネルを高次元空間に埋め込む新しいフラグ付き拡張技術を紹介します。 私の結果は、以前の境界を洗練し、量子伝送が消える向こうのノイズ閾値を明らかにします。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: I will investigate the capacities of noisy quantum channels through a combined analytical and numerical approach. First, I introduce novel flagged extension techniques that embed a channel into a higher-dimensional space, enabling single-letter upper bounds on quantum and private capacities. My results refine previous bounds and clarify noise thresholds beyond which quantum transmission vanishes. Second, I present a simulation framework that uses coherent information to estimate channel capacities in practice, focusing on two canonical examples: the amplitude damping channel (which we confirm is degradable and thus single-letter) and the depolarizing channel (whose capacity requires multi-letter superadditivity). By parameterizing input qubit states on the Bloch sphere, I numerically pinpoint the maximum coherent information for each channel and validate the flagged extension bounds. Notably, I capture the abrupt transition to zero capacity at high noise and observe superadditivity for moderate noise levels.
• Abstract（参考訳）: 解析的および数値的な組み合わせによるノイズ量子チャネルの容量について検討する。 まず、チャネルを高次元空間に埋め込む新しいフラグ付き拡張技術を導入し、量子およびプライベート容量上のシングルレター上界を可能にする。 私の結果は、以前の境界を洗練し、量子伝送が消える向こうのノイズ閾値を明らかにします。 第2に,コヒーレント情報を用いて実際にチャネル容量を推定するシミュレーションフレームワークについて,振幅減衰チャネル(劣化が確認でき,シングルレターであることが確認できる)と脱分極チャネル(マルチレタースーパーアダプティビティを必要とする)の2つの例に着目した。 ブロッホ球上の入力量子状態のパラメータ化により、各チャネルの最大コヒーレント情報を数値的にピンポイントし、フラグ付き拡張境界を検証する。 特に、私は高雑音下での急激なゼロ能への遷移を捉え、中程度の雑音レベルに対する超増感を観察する。

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