論文の概要: Extreme Capacities in Generalized Direct Sum Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.10711v1
• Date: Sun, 12 Oct 2025 17:25:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-14 18:06:30.080871
• Title: Extreme Capacities in Generalized Direct Sum Channels
• Title（参考訳）: 一般化直流チャネルにおける極端容量
• Authors: Zhen Wu, Si-Qi Zhou,
• Abstract要約: 一般化直和チャネル(GDS)を構築し、クラウス作用素の直和構造を通じて従来の直和チャネルを拡張した。 この構成はGDSフレームワークの基礎を形成し、量子容量のシングルレター式を持つチャネルのクラスを包含し、その他は顕著な容量特性を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.35201227314384
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum channel capacities play a central role in quantum Shannon theory, a formalism built upon rigorous coding theorems for noisy channels. Evaluating exact capacity values for general quantum channels remains intractable due to superadditivity. As a step toward understanding this phenomenon, we construct the generalized direct sum (GDS) channel, extending conventional direct sum channels through a direct sum structure in their Kraus operators. This construction forms the basis of the GDS framework, encompassing classes of channels with single-letter formula for quantum capacities and others exhibiting striking capacity features. The quantum capacity can approach zero yet display unbounded superadditivity combined with erasure channels. Private and classical capacities coincide and can become arbitrarily large, resulting in an unbounded gap with the quantum capacity. Providing a simpler and more intuitive approach, the framework deepens our understanding of quantum channel capacities.
• Abstract（参考訳）: 量子チャネル容量は、ノイズチャネルの厳密な符号化定理に基づく形式主義である量子シャノン理論において中心的な役割を果たす。 一般的な量子チャネルの正確なキャパシティ値の評価は、超添加性のため、依然として難解である。 この現象を理解するためのステップとして、クラウス作用素の直和構造を通して従来の直和チャネルを拡張する一般化直和チャネル(GDS)を構築する。 この構成はGDSフレームワークの基礎を形成し、量子容量のシングルレター式を持つチャネルのクラスを包含し、その他は顕著な容量特性を示す。 量子容量はゼロに近づき、消去チャネルと組み合わせて非有界な超付加性を示す。 プライベートキャパシティと古典キャパシティは一致し、任意に大きくなり、量子容量との非有界なギャップをもたらす。 よりシンプルで直感的なアプローチを提供することで、このフレームワークは量子チャネル容量の理解を深める。

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