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Erschienen in: Quantum Information Processing 6/2016

01.06.2016

On the second-order asymptotics for entanglement-assisted communication

verfasst von: Nilanjana Datta, Marco Tomamichel, Mark M. Wilde

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 6/2016

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Abstract

The entanglement-assisted classical capacity of a quantum channel is known to provide the formal quantum generalization of Shannon’s classical channel capacity theorem, in the sense that it admits a single-letter characterization in terms of the quantum mutual information and does not increase in the presence of a noiseless quantum feedback channel from receiver to sender. In this work, we investigate second-order asymptotics of the entanglement-assisted classical communication task. That is, we consider how quickly the rates of entanglement-assisted codes converge to the entanglement-assisted classical capacity of a channel as a function of the number of channel uses and the error tolerance. We define a quantum generalization of the mutual information variance of a channel in the entanglement-assisted setting. For covariant channels, we show that this quantity is equal to the channel dispersion and thus completely characterize the convergence toward the entanglement-assisted classical capacity when the number of channel uses increases. Our results also apply to entanglement-assisted quantum communication, due to the equivalence between entanglement-assisted classical and quantum communication established by the teleportation and super-dense coding protocols.

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Fußnoten
1
In other words, the channel is assumed to be memoryless.
 
2
All logarithms in this paper are taken to base two.
 
Literatur
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Metadaten
Titel
On the second-order asymptotics for entanglement-assisted communication
verfasst von
Nilanjana Datta
Marco Tomamichel
Mark M. Wilde
Publikationsdatum
01.06.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 6/2016
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-016-1272-5

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