计算佩茨-奥古斯丁容量的算法

该研究团队提出了首个具有非渐进收敛保证的算法,用于计算Petz-Augustin容量——这一概念不仅推广了经典信道容量,还刻画了经典-量子信道编码中的最优误差指数。该容量可等价表述为两种互信息推广形式的最大化:Petz-Rényi信息与Petz-Augustin信息。针对Petz-Rényi信息的最大化问题,研究人员证明其对应于一个凸Hölder光滑优化问题,因此Nesterov(2015)提出的通用快速梯度法及其收敛保证可直接适用。对于Petz-Augustin信息的最大化,该工作采用双层优化策略:首先证明目标函数相对于负香农熵具有光滑性,可通过熵镜像下降法高效优化;其次为计算熵镜像下降每步迭代所需的Petz-Augustin信息,提出了一种基于Thompson度量的新型压缩不动点算法。值得注意的是,该策略可视为He等人(2024)提出的Blahut-Arimoto算法镜像下降解释的广义推广。
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提交arXiv: 2026-01-10 08:57
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