Аннотация:
Получено многомодовое обобщение мажоризационной теоремы для бозонных гауссовских каналов, в частности даны достаточные условия, при которых глауберовские когерентные состояния являются единственными минимизаторами для вогнутых функционалов от выходного состояния такого канала. Обсуждаются прямые следствия этой многомодовой мажоризации для позитивного решения известной проблемы аддитивности в случае гауссовских каналов. В частности, доказана аддитивность минимальных выходных энтропий Реньи произвольного порядка p>1. Наконец, дается альтернативный, более простой вывод свойства мажоризации для функции Хусими, полученного Либом и Соловей.
Ключевые слова:
квантовая теория информации, бозонный гауссовский канал связи, классическая пропускная способность, калибровочная инвариантность, минимальная выходная энтропия, гауссовский оптимизатор, аддитивность.
Образец цитирования:
В. Джованнетти, А. С. Холево, А. Мари, “Мажоризация и аддитивность для многомодовых бозонных гауссовских каналов”, ТМФ, 182:2 (2015), 338–349; Theoret. and Math. Phys., 182:2 (2015), 284–293
Salman Beigi, Saleh Rahimi-Keshari, “A Meta Logarithmic-Sobolev Inequality for Phase-Covariant Gaussian Channels”, Ann. Henri Poincaré, 2024
A. S. Holevo, “Information Capacity of State Ensembles and Observables”, Lobachevskii J Math, 45:6 (2024), 2509
Zacharie Van Herstraeten, Nicolas J. Cerf, Saikat Guha, Christos N. Gagatsos, “Majorization theoretical approach to entanglement enhancement via local filtration”, Phys. Rev. A, 110:4 (2024)
A. S. Holevo, “An optimization problem concerning noise in quantum measurement channels”, Lobachevskii J. Math., 44:6 (2023), 2033–2043
Alexander S. Holevo, Sergey N. Filippov, “Quantum Gaussian maximizers and log-Sobolev inequalities”, Lett. Math. Phys., 113 (2023), 10–23
Brandsen S., Geng I.J., Gour G., “What Is Entropy? a Perspective From Games of Chance”, Phys. Rev. E, 105:2 (2022), 024117
А. С. Холево, “Логарифмическое неравенство Соболева и квантовые гауссовcкие максимизаторы”, УМН, 77:4(466) (2022), 205–206; A. S. Holevo, “Logarithmic Sobolev inequality and Hypothesis of Quantum Gaussian Maximizers”, Russian Math. Surveys, 77:4 (2022), 766–768
Zhuang Q., “Quantum-Enabled Communication Without a Phase Reference”, Phys. Rev. Lett., 126:6 (2021), 060502
А. С. Холево, “Структура квантовой гауссовской наблюдаемой общего вида”, Математика квантовых технологий, Сборник статей, Труды МИАН, 313, МИАН, М., 2021, 78–86; A. S. Holevo, “Structure of a General Quantum Gaussian Observable”, Proc. Steklov Inst. Math., 313 (2021), 70–77
Kuznetsova A.A., “On the Proof of the Entanglement-Assisted Coding Theorem For a Quantum Measurement Channel”, Lobachevskii J. Math., 42:10, SI (2021), 2377–2385
Tirone S., Salvia R., Giovannetti V., “Quantum Energy Lines and the Optimal Output Ergotropy Problem”, Phys. Rev. Lett., 127:21 (2021), 210601
Holevo A.S., “Accessible Information of a General Quantum Gaussian Ensemble”, J. Math. Phys., 62:9 (2021), 092201
Fanizza M., Rosati M., Skotiniotis M., Calsamiglia J., Giovannetti V., “Squeezing-Enhanced Communication Without a Phase Reference”, Quantum, 5 (2021)
Holevo A., “On the Classical Capacity of General Quantum Gaussian Measurement”, Entropy, 23:3 (2021), 377
А. С. Холево, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 440–446; Quantum Electron., 50:5 (2020), 440–446
A. S. Holevo, A. A. Kuznetsova, “The information capacity of entanglement-assisted continuous variable quantum measurement”, J. Phys. A-Math. Theor., 53:37 (2020), 375307
A. S. Holevo, “Gaussian maximizers for quantum Gaussian observables and ensembles”, IEEE Trans. Inf. Theory, 66:9 (2020), 5634–5641
A. S. Holevo, A. A. Kuznetsova, “Information capacity of continuous variable measurement channel”, J. Phys. A-Math. Theor., 53:17 (2020), 175304
M. G. Jabbou, N. J. Cerf, “Fock majorization in bosonic quantum channels with a passive environment”, J. Phys. A-Math. Theor., 52:10 (2019), 105302