Показана неаддитивность квантовых каналов

Передача квантовой информации по квантовым каналам с шумом исследована менее полно, чем передача через классические и квантовые каналы классической информации. Классические каналы связи аддитивны - емкости параллельных каналов суммируются.

Грэм Смит (Graeme Smith) из исследовательского центра IBM им. Уотсона и Йон Ярд (Jon Yard) из Лос-Аламосской национальной лаборатории показали неаддитивность передачи квантовой информации по квантовым каналам. Они продемонстрировали возможность передавать данные одновременно по двум каналам с шумом, каждый из которых в отдельности имел нулевую пропускную способность.

Исследователи использовали канал Хородеки (Horodecki) и так называемый симметричный квантовый канал связи. При этом по составному каналу передавалась та же информация, что и в отдельности.

Возможность подобной передачи указывает на субаддитивность, то есть на то, что информационная энтропия составной квантовой системы меньше суммы энтропий составляющих систем. Исследователи считают, что пропускная способность квантового канала не является выпуклой функцией.

Причины неаддитивности остаются неизвестными. Возможно, два параллельных канала, образующие составной, передавали комплиментарную информацию. Также пока нет ответов на такие вопросы, как, существует ли возможность оценивать эту комплиментарность, какова аддитивность других видов квантовых каналов с шумом, существуют ли неаддитивные составные каналы, состоящие из большего числа линий связи и т.д.

Работа ученых описана в статье "Quantum Communication With Zero-Capacity Channels" и опубликована в базе данных Корнельского университета.