論文の概要: Two-way covert quantum communication in the microwave regime

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.07192v2
• Date: Fri, 14 May 2021 07:11:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-23 09:08:55.048308
• Title: Two-way covert quantum communication in the microwave regime
• Title（参考訳）: マイクロ波状態における双方向被覆量子通信
• Authors: R. Di Candia, H. Yi\u{g}itler, G. S. Paraoanu, and R. J\"antti
• Abstract要約: 量子通信は、マクロ距離で情報を交換する問題に対処する。 マイクロ波系における後方散乱の概念と隠蔽通信を組み合わせることにより、セキュアな量子通信のための新しいパラダイムを開拓する。 この研究は、これまで提供されていなかった1ドル～10ドル/GHzの周波数範囲でセキュアな量子通信の概念を実装するための決定的な一歩を踏み出した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum communication addresses the problem of exchanging information across macroscopic distances by employing encryption techniques based on quantum mechanical laws. Here, we advance a new paradigm for secure quantum communication by combining backscattering concepts with covert communication in the microwave regime. Our protocol allows communication between Alice, who uses only discrete phase modulations, and Bob, who has access to cryogenic microwave technology. Using notions of quantum channel discrimination and quantum metrology, we find the ultimate bounds for the receiver performance, proving that quantum correlations can enhance the SNR by up to $6$ dB. These bounds rule out any quantum illumination advantage when the source is strongly amplified, and show that a relevant gain is possible only in the low photon-number regime. We show how the protocol can be used for covert communication, where the carrier signal is indistinguishable from the thermal noise in the environment. We complement our information-theoretic results with a feasible experimental proposal in a circuit-QED platform. This work makes a decisive step toward implementing secure quantum communication concepts in the previously uncharted $1$-$10$ GHz frequency range, in the scenario when the disposable power of one party is severely constrained.
• Abstract（参考訳）: 量子通信は、量子力学法則に基づく暗号化技術を用いて、マクロ距離で情報を交換する問題に対処する。 本稿では,マイクロ波系における後方散乱の概念と隠蔽通信を組み合わせることで,セキュアな量子通信のための新しいパラダイムを開拓する。 我々のプロトコルは、離散位相変調のみを使用するAliceと、低温マイクロ波技術を利用するBobとの通信を可能にする。 量子チャネルの識別と量子距離論の概念を用いて、受信器の性能の最終的な限界を見つけ、量子相関が最大6ドルdBのSNRを強化することを証明した。 これらの境界は、ソースが強く増幅されると量子照明の利点をなくし、低光子数でのみ関連するゲインが可能であることを示す。 本プロトコルは, 通信環境における熱雑音とキャリア信号が区別できない隠れ通信に利用できることを示す。 我々は,サーキットqedプラットフォームにおける実現可能な実験提案により,情報理論的な結果を補完する。 この研究は、一方のパーティの使い捨てパワーが厳しい制約を受けるシナリオにおいて、以前にチャージされていない1ドルから10ドル GHzの周波数範囲でセキュアな量子通信の概念を実装するための決定的なステップとなる。

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