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讲座 11
我们想要表明，无法通过经典信道发送未知的量子态。（如果有一个已知量子态，你可以发送任意精确的描述，只需发送类似“0 . 809017 | 0 y ` 0 . 587785 | 1 y ”的消息即可。）我们将通过反证法证明该定理。假设 Alice 收到一个未知量子态 | ψ y ，并可以在经典信道中对其进行编码，然后将其发送给 Bob，Bob 可以重建 | ψ y 。没有什么可以阻止 Alice 复制通过信道的经典信息，因此她可以将相同的信息发送给 Carol，Carol 也可以使用 Bob 使用的相同方法重建 | ψ y 。因此，我们克隆了 | ψ y ，这是一个矛盾，所以我们证明了该定理。但是，如果 Alice 和 Bob 具有纠缠态，则可以通过经典信道发送量子态。更准确地说，我们将展示它们是否在状态 1 中具有一对 EPR 量子比特？
用于误差图像传输的量子通信......
随着量子计算技术的进步，量子通信有望在通信领域发挥重要作用。量子对象的固有属性（例如叠加和纠缠）有可能提供新颖的解决方案，以克服传统通信系统在媒体传输等带宽密集型应用中所遇到的挑战。本研究探索了量子通信系统在使用量子叠加进行图像传输中的性能，并使用简单的量子信道模型研究了其性能。随着信道噪声的增加，与理想的传统信道相比，通过量子信道传输图像的率失真性能有显著的提高。这种构建基于量子通信的图像传输系统的新尝试表明，该方法有潜力满足日益增长的高质量媒体传输应用需求。
FCC 采用“C-V2X”汽车安全频谱规则
今天，经两党委员会一致投票后发布的报告和命令旨在促进有效利用 5.9 GHz 频段内专用于 ITS 的 30 兆赫频谱，并为美国公众提供实质性的安全益处。报告和命令将 C-V2X 技术参数编入委员会规则，包括功率和排放限制以及消息优先级。规则为汽车行业提供了灵活性，可以单独使用三个 10 兆赫信道，也可以组合使用三个 10 兆赫信道作为 20 兆赫信道或单个 30 兆赫信道。命令允许已根据 C-V2X 豁免获得授权的设备继续销售和运营，并提供了淘汰现有基于专用短程通信 (DSRC) 技术的时间表。
量子轨迹上的纠缠辅助通信容量
摘要 — 量子力学的独特且常常奇怪的性质允许信息载体同时通过多个量子信道轨迹传播。这最终将我们引向具有不确定因果顺序的量子信道的量子轨迹。已经证明，不确定的因果顺序能够打破瓶颈容量，这限制了通过具有明确定义的量子信道因果顺序的经典轨迹可传输的经典和量子信息的数量。在本文中，我们将在纠缠辅助的经典和量子通信领域研究这一有益特性。为此，我们推导出经典和量子轨迹上任意量子泡利信道的纠缠辅助经典和量子通信的闭式容量表达式。我们表明，通过利用量子信道的不确定因果顺序，我们可以获得超过经典轨迹的容量增益以及各种实际场景的瓶颈容量突破。此外，我们确定了量子轨迹上的纠缠辅助通信相对于经典轨迹获得容量增益的操作区域以及量子轨迹上的纠缠辅助通信违反瓶颈容量的操作区域。
泡利通道和动力学图的量子模拟
自诞生以来，量子计算机就被认为是模拟量子系统的有力工具 [1]。作为具有基础意义 [2,3] 和实际意义 [4] 的开放量子系统，人们一直致力于模拟开放量子系统的演化 [5-7]，特别是量子信道 [8-11]，可用于研究和建模退相干。此类量子算法可以用所谓的量子电路 [12] 来表示，我们将在第 3 节中对其进行研究。由于此类系统具有许多应用，例如研究多体纠缠的出现 [13,14]、研究耗散过程 [15] 和建模非马尔可夫动力学 [16]，因此对其进行了模拟。在量子系统中，最简单的情况是量子比特 [ 12 ]，其中产生退相干的最简单的信道类型是泡利信道 [ 17 – 19 ]。事实上，它们是影响量子设备的噪声的有效模型 [ 20 ]。在本文中，我们提出了一种模拟泡利信道的量子算法，并在 IBM 的一台量子计算机上实现它。所提出的算法很简单，只需更改其执行操作中的几个参数即可用于任何泡利信道。为了表示算法，我们使用量子电路，这是一种表示用于量子计算机的算法的常用方法。[ 12 ]。此外，我们还将模拟泡利动力学图，它们是泡利信道的连续参数化曲线。
从模拟到数字地面广播的过渡 - ITU
信息数学理论：伊利诺伊大学出版社）是有限的。相比之下，数字系统的整体性能在很大程度上取决于转换过程的质量（模拟到数字，反之亦然），前提是不超过信道的能力。利用“香农权衡”的空间要大得多，特别是如果使用纠错技术。实际上，模拟系统的性能往往会随着信道性能的恶化而恶化，而数字系统则保持由转换过程定义的状态，直到完全失效。不幸的是，这意味着当接近极限信道容量时，信道性能对数字系统的主观影响可能更加突出。
利用群体结构进行量子假设检验
在假设可能信道之间的代数关系的先验知识的前提下，分析了确定性地区分多个量子信道的问题。通过明确构建一类新型量子算法，结果表明，当可能信道集如实地表示 SU(2) 的一个有限子群（例如 C n 、D 2 n 、A 4 、S 4 、A 5 ）时，可以修改最近开发的量子信号处理技术以构成量子假设检验的子程序。这些用于群量子假设检验的算法直观地对 SU(2) 中信道集的离散属性进行编码，并且与简单重复二元假设检验相比，查询复杂度至少提高了二次，即 n（信道集和组的大小）。有趣的是，性能完全由显式群同态定义；而这些又为嵌入酉矩阵的多项式提供了简单的约束。这些构造展示了一种灵活的技术，用于将量子推理中的问题映射到函数逼近和离散代数的众所周知的子领域。讨论了对更大群体和噪声设置的扩展，以及改进的针对结构化通道集的量子假设检验协议在参考帧传输、量子密码学安全性证明和属性测试算法中的应用途径。
利用群体结构进行量子假设检验
在假设可能信道之间的代数关系的先验知识的前提下，分析了确定性地区分多个量子信道的问题。通过明确构建一类新型量子算法，结果表明，当可能信道集如实地表示 SU(2) 的一个有限子群（例如 C n 、D 2 n 、A 4 、S 4 、A 5 ）时，可以修改最近开发的量子信号处理技术以构成量子假设检验的子程序。这些用于群量子假设检验的算法直观地对 SU(2) 中信道集的离散属性进行编码，并且与简单重复二元假设检验相比，查询复杂度至少提高了二次，即 n（信道集和组的大小）。有趣的是，性能完全由显式群同态定义；而这些又为嵌入酉矩阵的多项式提供了简单的约束。这些构造展示了一种灵活的技术，用于将量子推理中的问题映射到函数逼近和离散代数的众所周知的子领域。讨论了对更大群体和噪声设置的扩展，以及改进的针对结构化通道集的量子假设检验协议在参考帧传输、量子密码学安全性证明和属性测试算法中的应用途径。
Petz 恢复图及其应用的简要概述
Petz 转置图是量子信息理论中随处可见的工具，并且处于这一领域研究的前沿。它最初由 D. Petz 在 20 世纪 80 年代发现 [1]，后来在量子纠错 [2] 和量子统计力学 [3] 的不同背景下被重新发现。Petz 恢复通道可以看作是贝叶斯定理的量子类似物；它认为存在一个通道 P σ, E y −→ x 可以完全逆转量子通道 E x −→ y ( ρ ) 的动作。本文后面将对此进行更多讨论。本文将简要回顾最近在确定获得恢复通道 P σ, E y −→ x 的方法方面遇到的挑战。该主题涉及广泛的主题，包括其在量子热力学 [4] 中的应用、估计近似可逆性 [5] 和量子统计力学 [6] [7] 中的应用以及量子引力 [8]。本文探讨了其在费米子高斯信道中的应用以及获得 Petz 恢复信道的量子算法。因此，第一部分是对 Petz 图的简要数学介绍，以便读者更好地理解该材料的概念。第二部分将讨论精确解决费米子高斯信道的 Petz 恢复信道的进展，第三部分将讨论 Petz 恢复信道的近似算法。
摘要小册子量子国际会议...
上午 10:10：开幕全体会议演讲 – Mark Wilde (康奈尔大学) 玻色子失相信道的通信、鉴别和估计的基本极限的精确解 失相是一种影响量子信息载体的突出噪声机制，也是实现有用的量子计算、通信和传感的主要挑战之一。在玻色子系统中，玻色子失相信道 (BDC) 是许多应用的核心，它形成了一类关键的非高斯信道，用于模拟影响超导电路或光纤通信信道的噪声。在这里，我们考虑 BDC 的通信、鉴别和估计，同时使用量子力学允许的一般策略来完成这些任务。我们为所有 BDC 的量子、私有、双向辅助量子和密钥协商容量提供了精确公式，证明它们都等于信道底层分布与均匀分布的相对熵。对于区分和估计任务，我们根据定义 BDC 的概率密度将困难的量子问题简化为简单的经典问题。我们提出了各种区分和估计任务的性能上限，并表明它们也是可以实现的。据我们所知，这是非高斯玻色子信道的第一个例子，对于所有这些任务都有精确的解。与 Zixin Huang（麦考瑞大学）和 Ludovico Lami（阿姆斯特丹大学）合作。