論文の概要: Quantum CDMA Communication Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.10028v1
- Date: Fri, 18 Jun 2021 10:05:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-26 08:25:41.639033
- Title: Quantum CDMA Communication Systems
- Title（参考訳）: 量子CDMA通信システム
- Authors: Mohammad Rezai and Jawad A. Salehi
- Abstract要約: 連続モード量子光パルスのスペクトル符号化と復号に基づく新しい量子CDMA技術の基本原理を紹介し,議論する。
理想的で典型的なQCDMAシステムを記述する上で基本となる様々なQCDMAモジュールの数学的モデルを示す。
我々の数学的モデルは、点対点量子通信、量子パルス整形、および入力が連続モード量子信号である量子レーダ信号およびシステムの設計とデータ変調において重要である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.992810060555813
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Barcoding photons can provide a host of functionalities that could benefit
future quantum communication systems and networks beyond today's imagination.
As a significant application of barcoding photons, we introduce code division
multiple-access (CDMA) communication systems for various applications. In this
context, we introduce and discuss the fundamental principles of a novel quantum
CDMA (QCDMA) technique based on spectrally encoding and decoding of
continuous-mode quantum light pulses. In particular, we present the
mathematical models of various QCDMA modules that are fundamental in describing
an ideal and typical QCDMA system, such as quantum signal sources, quantum
spectral encoding phase operators, M$\times$M quantum broadcasting
star-coupler, quantum spectral phase decoding operators, and the quantum
receivers. In describing a QCDMA system, this paper considers a unified
approach where the input continuous-mode quantum light pulses can take on any
form of pure states such as Glauber states and quantum number states. For input
number states, one can observe features like entanglement and quantum
interference. More interestingly, due to Heisenberg's uncertainty principle,
the quantum signals sent by photon number states obtain complete phase
uncertainty at the time of measurement. Therefore, at the receiver output, the
multiaccess inter-signal interference vanishes. Due to Heisenberg's uncertainty
principle, the received signal intensity at the photodetector's output changes
from a coherent detection scheme for input Glauber states to an incoherent
detection scheme for input number states. Our mathematical model is valuable in
the signal design and data modulations of point-to-point quantum
communications, quantum pulse shaping, and quantum radar signals and systems
where the inputs are continuous mode quantum signals.
- Abstract（参考訳）: バーコーディング光子は、将来の量子通信システムやネットワークに、今日の想像を超えた多くの機能を提供することができる。
バーコーディング光子の重要な応用として,様々な用途にcdma(code division multiple-access)通信システムを導入する。
そこで本研究では,連続モード量子光パルスのスペクトル符号化と復号に基づく新しい量子cdma(qcdma)技術の基本原理を紹介し,議論する。
特に、量子信号源、量子スペクトル符号化位相演算子、m$\times$m量子放送スターカップラー、量子スペクトル位相復号演算子、量子受信機など、理想的で典型的なqcdmaシステムを記述する上で基本となる様々なqcdmaモジュールの数学的モデルを示す。
本稿では、QCDMAシステムを記述する際に、入力された連続モード量子光パルスがグラウバー状態や量子数状態などの純状態の任意の形を取ることができる統一的なアプローチを検討する。
入力数状態の場合、絡み合いや量子干渉などの特徴を観測することができる。
さらに興味深いことに、ハイゼンベルクの不確実性原理により、光子数状態から送信される量子信号は測定時に完全な位相の不確実性を得る。
したがって、受信出力時に、マルチアクセス信号間干渉が消滅する。
ハイゼンベルクの不確実性原理により、光検出器の出力における受信信号強度は、入力グラウバー状態のコヒーレント検出スキームから入力数状態の非コヒーレント検出スキームに変化する。
我々の数学的モデルは、点間量子通信、量子パルス整形、および入力が連続モード量子信号である量子レーダ信号およびシステムにおける信号設計とデータ変調に有用である。
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