We study communication over a quantum action-dependent channel, where the transmitter first performs an action that "shocks" the channel environment, and subsequently encodes a message into a transmission sent through the channel. This two-stage interaction arises in various settings, including rewriting over defective memory and quantum effects such as measurement-induced state collapse. Our model can be viewed as a quantum generalization of Weissman's classical action-dependent channel (2010). Here, however, Alice cannot have a copy of the environment state due to the no-cloning theorem. Instead, she may share entanglement with this environment. We derive achievable rates for reliable message transmission via the quantum action-dependent channel, with either causal or non-causal channel side information (CSI). As a case study, we analyze memory storage with depolarization and selective rewriting, demonstrating how action-dependent control influences performance.


翻译:我们研究量子动作相关信道上的通信问题,其中发送方首先执行一个“冲击”信道环境的动作,随后将消息编码为通过该信道传输的信号。这种两阶段交互出现在多种场景中,包括对有缺陷存储器的重写以及测量诱导的量子态坍缩等量子效应。我们的模型可视为Weissman(2010)经典动作相关信道的量子推广。然而,由于不可克隆定理,Alice无法持有环境状态的副本,但可能与该环境共享纠缠。我们推导了通过量子动作相关信道实现可靠消息传输的可达速率,其中信道边信息(CSI)可为因果或非因果的。作为案例研究,我们分析了含退极化与选择性重写的存储器存储,展示了动作相关控制对性能的影响。

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