論文の概要: Classical benchmarking for microwave quantum illumination

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.04527v2
• Date: Wed, 1 Sep 2021 14:32:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-31 23:11:38.915593
• Title: Classical benchmarking for microwave quantum illumination
• Title（参考訳）: マイクロ波量子照明の古典的ベンチマーク
• Authors: Athena Karsa and Stefano Pirandola
• Abstract要約: 量子照明 (QI) は理論上、最高の古典的プロトコル上での目標検出において6dBの誤差による優位性を約束する。 本稿では、コヒーレント状態を用いたマイクロ波QIの真の古典的ベンチマークについて概説する。
• 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 illumination (QI) theoretically promises up to a 6dB error-exponent advantage in target detection over the best classical protocol. The advantage is maximised by a regime which includes a very high background, which occurs naturally when one considers microwave operation. Such a regime has well-known practical limitations, though it is clear that, theoretically, knowledge of the associated classical benchmark in the microwave is lacking. The requirement of amplifiers for signal detection necessarily renders the optimal classical protocol here different to that which is traditionally used, and only applicable in the optical domain. In this work we outline what is the true classical benchmark for microwave QI using coherent states, providing new bounds on the error probability and closed formulae for the receiver operating characteristic (ROC), for both optimal (based on quantum relative entropy) and homodyne detection schemes. We also propose an alternative source generation procedure based on coherent states which demonstrates potential to reach classically optimal performances achievable in optical applications. We provide the same bounds and measures for the performance of such a source and discuss its potential utility in the future of room temperature quantum detection schemes in the microwave.
• Abstract（参考訳）: 量子照明 (QI) は理論上、最高の古典的プロトコル上のターゲット検出において 6dB の誤差による優位性を約束する。 この利点はマイクロ波操作を考えると自然に発生する非常に高い背景を含むレジームによって最大化される。 このような構造は実用上の限界がよく知られているが、理論的にはマイクロ波の古典的ベンチマークの知識が不足していることは明らかである。 信号検出のための増幅器の要件は、伝統的に使われているものと異なり、光学領域でのみ適用できる最適な古典的プロトコルをここで表現する。 本研究では、コヒーレント状態を用いたマイクロ波QIの真の古典的ベンチマークについて概説し、(量子相対エントロピーに基づく)最適条件とホモダイン検出スキームの両方に対して、エラー確率と受信動作特性(ROC)の閉公式の新たな境界を与える。 また,光学応用で実現可能な古典的最適性能に達する可能性を示すコヒーレント状態に基づく代替音源生成手法を提案する。 また、マイクロ波における室温量子検出法の将来における可能性について考察する。

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