量子信道容量研究.pdf

1、我們的研究著重于量子高斯系統(tǒng)的容量以及和容量相關的問題.第一章簡介了量子信息論、引入一些必要的符號并回顧了量子信道經(jīng)典容量的一般結(jié)果.為后文應用,列出了在輸入乘積態(tài)輸出糾纏測量時的經(jīng)典通信容量的Holevo-Schumacher-Westmoreland定理,和發(fā)送者與接收者間有量子糾纏作為輔助時的經(jīng)典通信容量的Bennett-Shor-Smolin-Thapliyal定理.量子系統(tǒng)通常根據(jù)其粒子的統(tǒng)計性質(zhì)分為費米系統(tǒng)和玻色系統(tǒng),在第二

2、、三章我們將分別討論電子傳輸?shù)馁M米信道經(jīng)典容量和光子傳輸?shù)牟Ｉ诺澜?jīng)典容量.第三章敘述了玻色量子高斯態(tài)和量子高斯信道. 關于量子信息的傳輸?shù)挠嘘P內(nèi)容,放在第四、五、六章討論,分別涉及到量子糾錯碼、量子容量和量子糾纏.第四章研究了量子糾錯碼,基于群論框架求出了量子8編3碼的等價碼,用二次剩余方法求出了一類糾兩位和三位錯的量子碼.介紹了量子連續(xù)變量編碼. 第五章通過量子保真度(fidelity)在輸入信號的幺正變換下的不變性定義了量子二進制

3、對稱信道.用正規(guī)乘積內(nèi)的算符積分技術求出了互信息的量子對應物——相干信息用輸入熱噪聲信號功率和信道熱噪聲功率表示的公式.討論了由Holevo和Werner引入的量子高斯信道量子容量的上界及由量子編碼所確定的下界.高斯信道量子容量的迷人特征是普朗克常數(shù)h取代了經(jīng)典容量中輸入信號功率限制條件的位置. 第六章首先介紹量子容量與量子糾纏的關系,然后研究了雙邊量子高斯態(tài)的糾纏的上下限.給出量子高斯混合態(tài)的三種界限,用只有兩個參數(shù)的叫做壓縮熱態(tài)的量