Was ist die Holevo-Schumacher-Westmoreland-Kapazität eines Pauli-Kanals?

Angenommen, Sie erhalten eine n -Qubit-Quantenkanal definiert als E ( ρ ) = ich p ich X ich ρ X ich , wo X ich bezeichnet ein n -faches Tensorprodukt von Pauli-Matrizen und { p ich } ist eine Wahrscheinlichkeitsverteilung. Die Holevo-Schumacher-Westmoreland-Kapazität des Kanals wird definiert durch

χ ( E ) = max { q j , ρ j } [ S ( j q j ρ j ) j q j S ( ρ j ) ] ,
wo S bezeichnet die von Neumann-Entropie einer Dichtematrix (siehe beispielsweise http://theory.physics.helsinki.fi/~kvanttilaskenta/Lecture13.pdf ). Ist bekannt, wie man diese Zahl in Abhängigkeit von berechnet p ich und n ?

Antworten (1)

Das Finden der HSW-Kapazität ist ein Optimierungsproblem, von dem ich glaube, dass es mäßig handhabbar ist. In diesem Artikel von mir ("Kapazitäten von Quantenkanälen und wie man sie findet") wird eine iterative numerische Methode skizziert. Eine andere, wenn auch etwas ähnliche Methode wurde in dem Artikel „Qubit-Kanäle, die vier Eingaben erfordern, um Kapazität zu erreichen: Implikationen für Additivitätsvermutungen“ von Masahito Hayashi, Hiroshi Imai, Keiji Matsumoto, Mary Beth Ruskai und Toshiyuki Shimono beschrieben. Wenn die Anzahl der Qubits n ist nicht ganz klein, aber die hohe Dimensionalität des Raums wird diese Techniken daran hindern, zu funktionieren.