論文の概要: Deterministic Minimum-Output-Entropy Nonadditivity via Haagerup's Inequality and Near-Free Permutation Representations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.31081v1
- Date: Mon, 31 Aug 2026 16:53:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-01 18:31:31.525992
- Title: Deterministic Minimum-Output-Entropy Nonadditivity via Haagerup's Inequality and Near-Free Permutation Representations
- Title(参考訳): Haagerupの不等式と近自由置換表現による決定論的最小出力エントロピー非付加性
- Abstract要約: コリンズの最小出力エントロピー非付加性の混合単位証明に基づく有限次元二次証明を実現する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.9022592726569085
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We give a deterministic realization of the finite-dimensional quadratic certificate underlying Collins's mixed-unitary proof of minimum-output-entropy nonadditivity. For every fixed integer $K\ge 2$ and rational $η>0$ satisfying $\log K>2(3+η)^2$, a deterministic polynomial-time algorithm, for every sufficiently large target size $N$, outputs $K$ permutations on $N'=N+o_{K,η}(N)$ points. Restricting their permutation matrices to the nontrivial standard representation yields real orthogonal Stinespring blocks and a channel $Φ_{N'}:M_{N'-1}(\mathbb{C})\to M_K(\mathbb{C})$ such that \[ 2H_{\min}(Φ_{N'}) -H_{\min}(Φ_{N'}^{\otimes 2}) \ge \frac{\log K}{K} -2\log\left(1+\frac{(3+η)^2}{K}\right) >0. \] The construction combines Haagerup's length-two inequality with the simultaneous deterministic spectral approximation of O'Donnell and Wu. We further show that the constant $3$ is asymptotically sharp on the relevant Hermitian zero-diagonal coefficient class and that the finite spectral transfer is nearly saturated, thereby isolating the finer geometry of the full output body as the natural next level of refinement beyond the scalar-radius method. Finally, a standard covariant extension converts the same deterministic entropy gap exactly into self-tensor superadditivity of the one-shot Holevo quantity.
- Abstract(参考訳): コリンズの最小出力エントロピー非付加性の混合単位証明に基づく有限次元二次証明の決定論的実現を与える。
すべての固定整数 $K\ge 2$ および有理$η>0$ が $\log K>2(3+η)^2$ を満たすとき、決定論的多項式時間アルゴリズムは、十分に大きなターゲットサイズが $N$ であれば、$N'=N+o_{K,η}(N)$ の点に対して $K$ の置換を出力する。
置換行列を非自明な標準表現に制限すると、実直交Stinespringブロックが得られ、M_{N'-1}(\mathbb{C})\to M_K(\mathbb{C})$ {\displaystyle \[2H_{\min}(\_{N'})-H_{\min}(\_{N'}^{\otimes 2}) \ge \frac {\log K}{K} -2\log\left(1+\frac{(3+η)^2}{K}\right) >0 となる。
この構成は、Haagerupの不等式と、O'Donnell と Wu の同時決定論的スペクトル近似を組み合わせたものである。
さらに、定数3$は、関連するエルミート零対角係数クラスに漸近的に鋭く、有限スペクトル移動がほぼ飽和であることを示す。
最後に、標準共変拡張は、同じ決定論的エントロピーギャップをちょうど1ショットのホレボ量の自己テンソル超加法的に変換する。
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