論文の概要: Efficiently computable bounds on the energy-constrained quantum reading capacity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.08945v1
- Date: Tue, 06 Oct 2026 18:10:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-08 21:58:22.536381
- Title: Efficiently computable bounds on the energy-constrained quantum reading capacity
- Title（参考訳）: エネルギー制約された量子読み取り能力の効率的な計算可能境界
- Abstract要約: 本研究では,有限次元チャネルの有限列の読み出し能力について,探索エネルギーに対する平均的制約の下で検討する。
非適応プロトコルは、古典的量子チャネルの制約のない読み出し能力を達成するのに十分である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 13.19058156672392
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In quantum reading, classical messages are encoded in sequences of quantum channels and recovered by probing the channels and processing their outputs. We study the reading capacity of a finite family of finite-dimensional channels under an average constraint on the probing energy, allowing arbitrary adaptive operations between channel uses. Using an input-dependent chain rule for the Belavkin-Staszewski relative entropy, we derive a converse bound expressed as an optimization involving channel Choi operators and the operator relative entropy. This formulation admits semidefinite approximations and reduces, without an energy constraint, to a channel information radius. To obtain achievable rates, we construct bilinear semidefinite lower approximations to a standard non-adaptive reading bound. Alternating optimization produces feasible probe states and encoding distributions, whose Holevo information gives a directly evaluable achievable rate. For jointly classical-quantum channels, we derive a separate converse based on the Umegaki relative entropy. Without an energy constraint, this converse matches a non-adaptive achievable rate, recovering a recent result of Pascual Abraldes and Winter: non-adaptive protocols suffice to achieve the unconstrained reading capacity of jointly classical-quantum channels.
- Abstract（参考訳）: 量子読み取りでは、古典的なメッセージは量子チャネルのシーケンスにエンコードされ、チャネルを探索して出力を処理することで回復する。
本研究では, 有限次元チャネルの読み出し能力について, 探索エネルギーに対する平均制約の下で検討し, チャネル間の任意の適応操作を可能にする。
Belavkin-Staszewski相対エントロピーに対する入力依存連鎖則を用いて、チャネルチェイ作用素と演算子相対エントロピーを含む最適化として表現される逆境界を導出する。
この定式化は半定値近似を認め、エネルギー制約なしでチャネル情報半径を減少させる。
達成可能な速度を得るために、標準の非適応読解境界に双線形半定低次近似を構築する。
オルタネート最適化は、ホレボ情報が直接的に達成可能な速度を与える、実現可能なプローブ状態と符号化分布を生成する。
連立量子チャネルの場合、梅垣相対エントロピーに基づく別の逆を導出する。
エネルギー制約がなければ、この逆は非適応的到達率と一致し、最近のPascual AbraldesとWinterの結果を回復する。
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