論文の概要: The computational two-way quantum capacity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.15393v1
• Date: Wed, 21 Jan 2026 19:04:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-23 21:37:20.387444
• Title: The computational two-way quantum capacity
• Title（参考訳）: 計算二方向量子容量
• Authors: Johannes Jakob Meyer, Jacopo Rizzo, Asad Raza, Lorenzo Leone, Sofiene Jerbi, Jens Eisert,
• Abstract要約: 量子チャネル容量は量子情報理論の基本である。 計算効率の自然な要求は、量子通信の限界を根本的に変えることができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.29555437538581053
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum channel capacities are fundamental to quantum information theory. Their definition, however, does not limit the computational resources of sender and receiver. In this work, we initiate the study of computational quantum capacities. These quantify how much information can be reliably transmitted when imposing the natural requirement that en- and decoding have to be computationally efficient. We focus on the computational two-way quantum capacity and showcase that it is closely related to the computational distillable entanglement of the Choi state of the channel. This connection allows us to show a stark computational capacity separation. Under standard cryptographic assumptions, there exists a quantum channel of polynomial complexity whose computational two-way quantum capacity vanishes while its unbounded counterpart is nearly maximal. More so, we show that there exists a sharp transition in computational quantum capacity from nearly maximal to zero when the channel complexity leaves the polynomial realm. Our results demonstrate that the natural requirement of computational efficiency can radically alter the limits of quantum communication.
• Abstract（参考訳）: 量子チャネル容量は量子情報理論の基本である。 しかし、それらの定義は送信者と受信者の計算資源を制限するものではない。 本研究では,計算量子容量の研究を開始する。 これらは、エンコードや復号化が計算的に効率的である必要がある自然条件を課す際に、どれだけの情報を確実に伝達できるかを定量化する。 計算二方向量子容量に着目し,チャネルのChoi状態の計算蒸留可能な絡み合いと密接な関係があることを示す。 この接続により,計算能力の分離が図れる。 標準的な暗号的仮定の下では、計算的二方向量子容量が消滅する多項式複雑性の量子チャネルが存在し、その非有界な量子容量はほぼ極大である。 より詳しくは、チャネルの複雑さが多項式領域を離れると、計算量子容量がほぼ最大からゼロに急激な遷移があることが示される。 その結果,計算効率の自然な要求は,量子通信の限界を根本的に変えることができることがわかった。

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