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A informação coerente de um canal quântico ou seu complemento é genericamente positiva

Satvik Singh e Nilanjana Datta

Departamento de Matemática Aplicada e Física Teórica, Universidade de Cambridge, Cambridge, Reino Unido

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Sumário

A tarefa de determinar se um determinado canal quântico tem capacidade positiva de transmitir informações quânticas é um problema aberto fundamental na teoria da informação quântica. Em geral, a informação coerente precisa ser computada para um número ilimitado de cópias de um canal para detectar um valor positivo de sua capacidade quântica. No entanto, neste artigo, mostramos que a informação coerente de um $textit{cópia única}$ de um $textit{canal selecionado aleatoriamente}$ é quase certamente positiva se o espaço de saída do canal for maior que seu ambiente. Portanto, neste caso, uma única cópia do canal normalmente é suficiente para determinar a positividade de sua capacidade quântica. Em outras palavras, os canais com informação coerente zero têm medida zero no subconjunto de canais para o qual o espaço de saída é maior que o ambiente. Por outro lado, se o ambiente for maior que o espaço de saída do canal, resultados idênticos valem para o complemento do canal.

Se o espaço de saída de um canal quântico for maior que seu ambiente, espera-se que o vazamento de informações do canal para seu ambiente seja menor em comparação com a quantidade de informações enviadas para a saída. Portanto, esse canal deve ser capaz de transmitir informações quânticas a uma taxa líquida positiva. Surpreendentemente, essa intuição falha em geral, e sabe-se que existem exemplos de canais quânticos com grandes espaços de saída que, no entanto, não têm capacidade de transmitir informações quânticas. No entanto, mostramos que mesmo que essa intuição nem sempre seja correta, ela é 'quase sempre' correta. Em outras palavras, sempre que o espaço de saída de um canal for maior que seu ambiente, pode-se ter 'quase certeza' de que o canal tem a capacidade de transmitir informações quânticas a uma taxa estritamente positiva.

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[70] Mark M. Wilde. Teoria da Informação Quântica. Cambridge University Press, 2013. doi:10.1017/​cbo9781139525343.
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[71] Paolo Zanardi e Namit Anand. Embaralhamento de informações e caos em sistemas quânticos abertos. Física Rev. A, 103:062214, junho de 2021. doi:10.1103/​PhysRevA.103.062214.
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Citado por

[1] Satvik Singh e Nilanjana Datta, “Estados quânticos totalmente não destiláveis ​​são separáveis”, arXiv: 2207.05193.

[2] D.-S. Wang, “Sobre as capacidades do canal quântico: um refinamento aditivo”, arXiv: 2205.07205.

[3] Satvik Singh e Nilanjana Datta, “Detectando capacidades quânticas positivas de canais quânticos”, npj Informações Quânticas 8, 50 (2022).

As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2022-08-11 12:46:08). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

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