量子信道中信号传递的热力学判据

信号量子信道是量子通信的基础,它实现了信息从输入态到输出态的传输。与之相反,热化过程会抹除初始状态的信息。这引出了一个关键问题:量子信道的热化倾向如何制约其信号传输能力,反之亦然?该工作通过研究量子信道关联的三大热力学任务——非热性的产生、保持与传递来回答这一问题。研究人员构建了衡量量子信道非热性生成与非热性保持的可靠指标,并证明二者差值可量化非热性传递。分析表明:量子信道的信号传输能力上限受制于其非热性保持能力,下限取决于其非热性传递能力,从而揭示了量子通信信道信号特性与热力学属性之间的本质关联。以量子交换为例,该研究团队论证了这种相互作用,明确展示了可实施量子信道的信号能力与非热性之间的权衡关系。

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