エントロピーパワー不等式のボソニック量子系への一般化

ほとんどの通信方式では、情報は伝搬モードの電磁放射を介して伝えられる。こうしたモードは、不可避的にあらゆる物理的伝送媒体の環境ノイズの影響を受け、通信チャネルの質は、出力時に実現できる最小ノイズに強く依存する。古典的信号の場合、そのようなノイズは、関連するシャノンエントロピーの観点から厳密に定量化でき、エントロピーパワー不等式と呼ばれる基本的な下限の制限を受ける。しかし、電磁場は量子力学的な系であるため、特に低強度信号において情報担体の量子性を無視できず、古典的情報理論の範囲内で導かれた多くの重要な結果を、量子領域へ非自明な拡張を行う必要がある。今回我々は、エントロピーパワー不等式を量子ボソニック系へ一般化できることを示す。量子情報理論におけるエントロピーパワー不等式の影響は大きいと考えられるが、本研究では関連する影響についていくつか検討している。