量子信道容量的标志性扩展与数值模拟:理论与计算的桥梁

该研究团队将通过结合分析方法和数值计算方法来研究噪声量子信道的传输能力。首先,该工作提出创新的标记扩展技术,将信道嵌入更高维空间,从而得出量子容量与保密容量的单字母上界。研究结果改进了现有边界值,并明确了量子传输消失的噪声阈值。其次,该团队开发了一个基于相干信息来实际估算信道容量的模拟框架,重点分析两个典型案例:确认具有可降解性(因而存在单字母解)的振幅阻尼信道,以及需要多字母超可加性计算的 depolarizing 信道。通过在 Bloch 球面上参数化输入量子比特状态,研究人员数值计算确定了各信道的最大相干信息,并验证了标记扩展边界值。尤为重要的是,该工作捕捉到高噪声下容量突变为零的现象,并观测到中等噪声水平下的超可加性效应。

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