論文の概要: Noiseless linear amplification in quantum target detection using Gaussian states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.02474v2
• Date: Tue, 14 Jun 2022 14:46:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-02 01:29:50.406811
• Title: Noiseless linear amplification in quantum target detection using Gaussian states
• Title（参考訳）: ガウス状態を用いた量子目標検出におけるノイズレス線形増幅
• Authors: Athena Karsa, Masoud Ghalaii and Stefano Pirandola
• Abstract要約: 量子目標検出は、純粋に古典的な方法では不可能なターゲット検出の性能を達成するために量子技術を活用することを目的としている。 本稿では、量子照度に基づく量子目標検出プロトコルの検出段階におけるノイズレス線形増幅器の利用について考察する。
• 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 target detection aims to utilise quantum technologies to achieve performances in target detection not possible through purely classical means. Quantum illumination is an example of this, based on signal-idler entanglement, promising a potential 6 dB advantage in error exponent over its optimal classical counterpart. So far, receiver designs achieving this optimal reception remain elusive with many proposals based on Gaussian processes appearing unable to utilise quantum information contained within Gaussian state sources. This paper considers the employment of a noiseless linear amplifier at the detection stage of a quantum illumination-based quantum target detection protocol. Such a non-Gaussian amplifier offers a means of probabilistically amplifying an incoming signal without the addition of noise. Considering symmetric hypothesis testing, the quantum Chernoff bound is derived and limits on detection error probability is analysed for both the two-mode squeezed vacuum state and the coherent state classical benchmark. Our findings show that in such a scheme the potential quantum advantage is amplified even in regimes where quantum illumination alone offers no advantage, thereby extending its potential use. The same cannot be said for coherent states, whose performances are generally bounded by that without amplification.
• Abstract（参考訳）: 量子目標検出は、純粋に古典的な方法では不可能なターゲット検出の性能を達成するために量子技術を活用することを目的としている。 量子照明は、信号-アイドラーの絡み合いに基づく例であり、その最適古典法よりもエラー指数において6dbの利点を期待する。 これまでのところ、最適受信を達成するレシーバの設計は、ガウス状態の情報源に含まれる量子情報を利用できないガウス過程に基づく多くの提案からいまだに解明されていない。 本稿では、量子照度に基づく量子目標検出プロトコルの検出段階におけるノイズレス線形増幅器の利用について考察する。 このような非ガウス増幅器は、雑音を付加することなく入射信号を確率的に増幅する手段を提供する。 対称仮説テストを考えると、量子チャーノフ境界が導出され、二モード圧縮真空状態とコヒーレント状態古典ベンチマークの両方に対して検出誤差確率の制限が解析される。 この方法では、量子照明だけでは利点が得られないレシエーションにおいても、潜在的な量子優位性が増幅され、潜在的な使用が拡張される。 コヒーレントな状態についても同じことは言えないが、その性能は一般に増幅なしで境界づけられている。

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