보소닉 와이어탭 채널 용량과 엔트로피 광자수 불등식

이 논문은 전자기파의 양자적 특성을 반영한 보소닉 통신 채널의 궁극적인 정보 전송 용량을 규명하고자 한다. 기존 연구에서는 보소닉 단일 사용자 채널과 브로드캐스트 채널에 대해 두 가지 최소 출력 엔트로피 추측을 전제로 용량 정리를 제시했지만, 이 추측들은 아직 증명되지 않은 상태였다. 저자들은 먼저 보소닉 와이어탭 채널 모델을 정의한다. 송신 측의 모드 \(\hat a\)와 환경 잡음 모드 \(\hat f\)가 빔스플리터를 통해 결합되어 Bob에게는 \(\hat b=\sqrt{\eta}\hat a+\sqrt{1-\eta}\hat f\), Eve에게는 \(\hat e=\sqrt{1-\eta}\hat a-\sqrt{\eta}\hat f\)가 전달된다. 여기서 \(\eta\)는 전송 효율이며, \(\hat f\)는 진공 상태(또는 평균 광자수 \(N\)를 갖는 열 상태)이다. 전통적인 고전 채널 용량 공식 \(C_{\text{classical}}=\ln