論文の概要: Quantum ranging with Gaussian entanglement

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.11054v2
• Date: Thu, 1 Apr 2021 17:05:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-07 10:33:59.983406
• Title: Quantum ranging with Gaussian entanglement
• Title（参考訳）: ガウスの絡み合いを持つ量子範囲
• Authors: Quntao Zhuang
• Abstract要約: エンタングルメントによって強化された量子レンジリングプロトコルを提案する。 エンタングルメントは、最適古典的スキームに対する誤差指数において6-dBの優位性を実現できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.14219428942199
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: It is well known that entanglement can benefit quantum information processing tasks. Quantum illumination, when first proposed, is surprising as entanglement's benefit survives entanglement-breaking noise. Since then, many efforts have been devoted to study quantum sensing in noisy scenarios. The applicability of such schemes, however, is limited to a binary quantum hypothesis testing scenario. In terms of target detection, such schemes interrogate a single polarization-azimuth-elevation-range-Doppler resolution bin at a time, limiting the impact to radar detection. We resolve this binary-hypothesis limitation by proposing a quantum ranging protocol enhanced by entanglement. By formulating a ranging task as a multiary hypothesis testing problem, we show that entanglement enables a 6-dB advantage in the error exponent against the optimal classical scheme. Moreover, the proposed ranging protocol can also be utilized to implement a pulse-position modulated entanglement-assisted communication protocol. Our ranging protocol reveals entanglement's potential in general quantum hypothesis testing tasks and paves the way towards a quantum-ranging radar with a provable quantum advantage.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いは量子情報処理のタスクに役立つことはよく知られている。 最初に提案された量子照明は、エンタングルメントの利点がエンタングルメント破壊ノイズに耐えるので驚くべきものである。 それ以来、ノイズのあるシナリオにおける量子センシングの研究に多くの努力が費やされてきた。 しかし、そのようなスキームの適用性は、二項量子仮説テストのシナリオに限られる。 目標検出の観点では、これらのスキームは1つの偏極-方位-上昇-距離-ドップラー分解器を一度に尋問し、レーダー検出への影響を制限する。 エンタングルメントによって強化された量子レンジリングプロトコルを提案することにより、この二項合成制限を解消する。 測位タスクを多元仮説検定問題として定式化することにより、絡み合いは最適古典的スキームに対する誤差指数において6-dBの利点を可能にすることを示す。 さらに,提案プロトコルはパルス位置変調型絡み合い支援通信プロトコルの実装にも利用することができる。 提案手法は,一般の量子仮説テストタスクにおける絡み合いの可能性を明らかにし,証明可能な量子アドバンテージを持つ量子測位レーダへの道を開く。

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