論文の概要: Infinite-fold enhancement in communications capacity using pre-shared entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.03934v2
• Date: Sat, 18 Jan 2020 08:08:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-12 05:06:23.880127
• Title: Infinite-fold enhancement in communications capacity using pre-shared entanglement
• Title（参考訳）: プレシェードエンタングルメントを用いた通信容量の無限倍増
• Authors: Saikat Guha, Quntao Zhuang, Boulat Bash
• Abstract要約: プレシェアリングの絡み合いは、高熱雑音下での通信速度を著しく向上させる。 本稿では,この無限倍容量向上を生かした量子送信機と受信機の構造設計を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.049702429898688
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Pre-shared entanglement can significantly boost communication rates in the regime of high thermal noise, and a low-brightness transmitter. In this regime, the ratio between the entanglement-assisted capacity and the Holevo capacity, the maximum reliable-communication rate permitted by quantum mechanics without any pre-shared entanglement as a resource, is known to scale as $\log(1/N_S)$, where $N_S \ll 1$ is the mean transmitted photon number per mode. This is especially promising in enabling a large boost to radio-frequency communications in the weak-transmit-power regime, by exploiting pre-shared optical-frequency entanglement, e.g., distributed by the quantum internet. In this paper, we propose a structured design of a quantum transmitter and receiver that leverages continuous-variable pre-shared entanglement from a downconversion source, which can harness this purported infinite-fold capacity enhancement---a problem open for over a decade. Finally, the implication of this result to the breaking of the well-known {\em square-root law} for covert communications, with pre-shared entanglement assistance, is discussed.
• Abstract（参考訳）: 遮蔽された絡み合いは、高熱雑音下での通信速度を著しく向上させ、低輝度の送信機となる。 この状態において、エンタングルメントアシスト容量とホレボ容量の比は、量子力学によってリソースとして共有されたエンタングルメントなしで許容される最大信頼通信レートであり、$\log(1/N_S)$とスケールすることが知られている。 これは、例えば量子インターネットによって配布される、事前に共有された光周波数の絡み合いを利用して、弱い送信電力体制における無線周波数通信を大幅に向上させることで特に有望である。 本稿では, 量子トランスミッタと受信機の構造設計について提案する。これは, この無限倍容量増強を活用可能なダウンコンバージョン源からの連続可変プレシェード絡みを利用して, 10年以上にわたって開かれてきた問題である。 最後に、この結果が、事前共有された絡み合い支援を伴う隠密通信のためのよく知られた「二乗根の法則」の破れに繋がる影響について論じる。

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