随机访问码:显式构造、最优性及经典-量子差距
随机访问编码(RAC)将L比特字符串编码为k比特(L>k)消息,从中可以高概率恢复任意指定源比特。其量子对应物——量子随机访问编码(QRAC)则用k个量子比特取代k比特消息。尽管经典和量子场景下解码成功概率的上界已被长期研究,但最优编码的显式构造仅在特殊情况下已知,甚至对经典RAC亦是如此。本文开发了一个针对平均和最差情况下经典(L,k)-RAC的构造性框架。研究表明,最优编码设计可简化为分别在{0,1}^L和[0,1]^L空间中选择2^k个点(对应平均和最差情况准则),以最小化类距离目标函数。这一特征化结果为通用(L,k)情形提供了显式构造。当k=L−1时,该团队进一步获得两种准则下闭式最优编码器与解码器,并证明所得经典(L,L−1)-RAC达到了相应已证明上界。研究还表明,这些最优经典编码诱导出的(L,L−1)-QRAC达到了解码成功概率的猜想上界。数值优化显示平均情况下RAC与QRAC差异甚微,但在最差非渐近场景中可能存在显著经典-量子差距。

