論文の概要: Computation-aided classical-quantum multiple access to boost network communication speeds

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.14505v1
• Date: Sun, 30 May 2021 11:19:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-28 07:59:28.607589
• Title: Computation-aided classical-quantum multiple access to boost network communication speeds
• Title（参考訳）: ネットワーク通信速度向上のための計算支援古典量子多重アクセス
• Authors: Masahito Hayashi and Angeles Vazquez-Castro
• Abstract要約: 我々は,2次元のcq-MACに対する計算特性を持つ符号の達成可能な量子通信速度を定量化する。 従来の設計では実現不可能な通信速度(シングルユーザ容量)を最大化できることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 61.12008553173672
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A multiple access channel (MAC) consists of multiple senders simultaneously transmitting their messages to a single receiver. For the classical-quantum case (cq-MAC), achievable rates are known assuming that all the messages are decoded, a common assumption in quantum network design. However, such a conventional design approach ignores the global network structure, i.e., the network topology. When a cq-MAC is given as a part of quantum network communication, this work shows that computation properties can be used to boost communication speeds with code design dependently on the network topology. We quantify achievable quantum communication rates of codes with computation property for a two-sender cq-MAC. When the two-sender cq-MAC is a boson coherent channel with binary discrete modulation, we show that it achieves the maximum possible communication rate (the single-user capacity), which cannot be achieved with conventional design. Further, such a rate can be achieved by different detection methods: quantum (with and without quantum memory), on-off photon counting and homodyne (each at different photon power). Finally, we describe two practical applications, one of which cryptographic.
• Abstract（参考訳）: 多重アクセスチャネル(MAC)は、複数の送信者が同時にメッセージを単一の受信機に送信する。 古典量子の場合(cq-MAC)では、全てのメッセージが復号化されていると仮定して達成可能なレートが知られている。 しかし、そのような従来の設計手法は、グローバルネットワーク構造、すなわちネットワークトポロジを無視している。 量子ネットワーク通信の一部としてcq-macが与えられると、この研究は、ネットワークトポロジーに依存したコード設計による通信速度の向上に計算特性が利用できることを示す。 我々は,2次元cq-MACの計算特性を持つ符号の達成可能な量子通信速度を定量化する。 2次元のcq-MACが2値の離散変調を持つボソンコヒーレントチャネルである場合、従来の設計では達成できない最大通信速度(シングルユーザ容量)を達成することを示す。 さらに、このような速度は量子(量子メモリの有無)、オンオフ光子計数、ホモダイン(それぞれ異なる光子パワーで)という、異なる検出方法によって達成することができる。 最後に,2つの実用的応用について述べる。

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