実用的な目的のための電磁通信路の容量

無線通信などの電磁信号を使う方法で、誤りなしにデジタル情報を伝送することができる最大の速度はいくらだろうか。シャノン理論によると、この最大速度は通信路の容量であり、通信路の入力と出力との相互情報量を最大化することによって得られる。しかし、シャノン理論は古典物理学の範囲内で作られたものであって、電磁信号は根本的には量子力学的なものである。電磁信号が量子力学的であることを考慮すれば、通信路容量をHolevo情報量の複雑な最適化で表現しなければならない。しかし、おそらく最も基本的な電磁通信路である、付加熱雑音によって品位が低下した通信路の容量の明確な解は、まだわかっていない。我々は、雑音が多かったり、透過率が低かったりといった現実的なシナリオでは重要でない誤り訂正までの通信路容量を定める、熱通信路のHolevo情報量の限界を求めた。我々の結果は、あらゆる周波数での電磁信号伝送を含む、ボソンによるあらゆる熱雑音通信路にあてはまる。