在qutrit鸭嘴兽信道中对熵奇异性诱导的非加性量子通信的实验观测

信道容量的非可加性是区分量子通信与经典通信的关键特征。在量子领域中,信道容量由相干信息决定,而相干信息则通过输出及其环境的冯·诺依曼熵来定义。尽管其具有根本重要性,但由于所需量子信道的复杂性,这种非可加性量子通信的实验证据一直难以获得。本文中,该团队利用在光子平台上实现的qutrit鸭嘴兽信道,通过实验观测到了由熵奇异性诱导的相干信息非可加性。通过制备六维光子纠缠态,该团队直接测量了鸭嘴兽信道、量子比特振幅阻尼信道及其联合使用的相干信息,结果清晰地展示了可加性的违背。量子过程层析成像进一步揭示了导致这一效应的熵奇异性,展示了低维信道中奇异的熵景观如何能够超越可加性极限来增强量子通信。

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提交arXiv: 2026-05-17 12:31

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