論文の概要: Experimental Quantum Target Detection Approaching the Fundamental Helstrom Limit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.11577v1
• Date: Sat, 24 Jul 2021 10:35:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 01:20:35.877110
• Title: Experimental Quantum Target Detection Approaching the Fundamental Helstrom Limit
• Title（参考訳）: 基本ヘルストロム限界に接近する実験的量子ターゲット検出
• Authors: Feixiang Xu, Xiao-Ming Zhang, Liang Xu, Tao Jiang, Man-Hong Yung, Lijian Zhang
• Abstract要約: 単一光子限界における量子目標検出(量子照明)の実験的実証を報告する。 その結果、量子照明は最大40%の古典的極限を破り、ヘルストローム極限によって課される量子極限に近づいた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.453697745298577
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum target detection is an emerging application that utilizes entanglement to enhance the sensing of the presence of an object. Although several experimental demonstrations for certain situations have been reported recently, the single-shot detection limit imposed by the Helstrom limit has not been reached because of the unknown optimum measurements. Here we report an experimental demonstration of quantum target detection, also known as quantum illumination, in the single-photon limit. In our experiment, one photon of the maximally entangled photon pair is employed as the probe signal and the corresponding optimum measurement is implemented at the receiver. We explore the detection problem in different regions of the parameter space and verify that the quantum advantage exists even in a forbidden region of the conventional illumination, where all classical schemes become useless. Our results indicate that quantum illumination breaks the classical limit for up to 40%, while approaching the quantum limit imposed by the Helstrom limit. These results not only demonstrate the advantage of quantum illumination, but also manifest its valuable potential of target detection.
• Abstract（参考訳）: 量子目標検出(Quantum target detection)は、絡み合いを利用して物体の存在を検知する新興アプリケーションである。 最近、いくつかの実験的な実験が報告されているが、ヘルストロム限界による単発検出限界は、未知の最適測定のために到達していない。 ここでは、単一光子限界における量子目標検出(量子照明)の実験的実証を報告する。 実験では、最大絡み合った光子対の1つの光子をプローブ信号とし、受信機で対応する最適測定を行う。 パラメータ空間の異なる領域における検出問題を探索し、古典的スキームが無用になる従来の照明禁止領域においても量子的優位性が存在することを検証する。 以上の結果から, 量子照明は最大40%の古典限界を破り, ヘルストローム限界の量子限界に近づいたことが示唆された。 これらの結果は量子照明の利点を示すだけでなく、ターゲット検出の可能性も示している。

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