論文の概要: Quantum Optical Communication in the presence of strong attenuation
noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.13129v3
- Date: Mon, 24 Oct 2022 21:34:29 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-15 08:58:45.873898
- Title: Quantum Optical Communication in the presence of strong attenuation
noise
- Title(参考訳): 強い減衰雑音の存在下での量子光通信
- Authors: Francesco Anna Mele, Ludovico Lami, Vittorio Giovannetti
- Abstract要約: エンタングルメント支援古典通信におけるD-HQCOMのさらに強力なバージョンを示す。
環境状態に直接アクセスすることなく、D-HQCOMの現象を活性化するための完全に一貫したプロトコルを提供する。
我々の結果は、量子リピータを用いることなく、任意の長さの光ファイバー間で通信するための具体的なスキームを提供するかもしれない。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 8.808993671472349
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Is quantum communication possible over an optical fibre with transmissivity
$\lambda\leq 1/2$ ? The answer is well known to be negative if the environment
with which the incoming signal interacts is initialised in a thermal state.
However, in [PRL 125:110504, 2020] the quantum capacity was found to be always
bounded away from zero for all $\lambda>0$, a phenomenon dubbed "die-hard
quantum communication" (D-HQCOM), provided that the initial environment state
can be chosen appropriately (depending on $\lambda$). Here we show an even
stronger version of D-HQCOM in the context of entanglement-assisted classical
communication: entanglement assistance and control of the environment enable
communication with performance at least equal to that of the ideal case of
absence of noise, even if $\lambda>0$ is arbitrarily small. These two phenomena
of D-HQCOM have technological potential provided that we are able to control
the environment. How can we achieve this? Our second main result answers this
question. Here we provide a fully consistent protocol to activate the phenomena
of D-HQCOM without directly accessing the environment state. This is done by
sending over the channel "trigger signals", i.e. signals which do not encode
information, prior to the actual communication, with the goal of modifying the
environment in an advantageous way. This is possible thanks to the memory
effects which arise when the sender feeds signals separated by a sufficiently
short temporal interval. Our results may offer a concrete scheme to communicate
across arbitrarily long optical fibres, without using quantum repeaters. As a
by-product of our analysis, we derive a simple Kraus representation of the
thermal attenuator exploiting the associated Lindblad master equation.
- Abstract(参考訳): 透過率 $\lambda\leq 1/2$ の光ファイバー上で量子通信が可能か?
応答が負であることは、受信信号が相互作用する環境が熱状態で初期化されることでよく知られている。
しかし、[PRL 125:110504, 2020]では、初期環境状態が適切に選択可能であることを条件として、すべての$\lambda>0$に対して量子容量が常にゼロから切り離されていることが判明した($\lambda$に依存する)。
エンタングルメントの補助と環境の制御は、たとえ$\lambda>0$が任意に小さいとしても、騒音の欠如という理想的な場合と少なくとも同等の性能を持つ通信を可能にする。
これらのD-HQCOMの2つの現象は、環境を制御できる技術の可能性を持っている。
どうやって達成できるのか?
第2の成果はこの質問に答える。
ここでは、環境状態に直接アクセスすることなく、D-HQCOMの現象を活性化するための完全に一貫したプロトコルを提供する。
これは、実際の通信の前に情報をエンコードしない信号である「トリガー信号」を、有利な方法で環境を変更することを目的として送信することで行われる。
これは、送信者が十分な短い時間間隔で分離した信号を送信したときに生じるメモリ効果により可能となる。
量子リピータを使わずに任意の長さの光ファイバー間を通信するための具体的スキームを提供する。
解析の副産物として、関連するlindbladマスター方程式を利用した熱減衰器の単純なクラウス表現を導出する。
関連論文リスト
- Dense Coding with Locality Restriction for Decoder: Quantum Encoders vs.
Super-Quantum Encoders [67.12391801199688]
我々は、デコーダに様々な局所性制限を課すことにより、濃密な符号化について検討する。
このタスクでは、送信者アリスと受信機ボブが絡み合った状態を共有する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-09-26T07:29:54Z) - Entanglement between a telecom photon and an on-demand multimode
solid-state quantum memory [52.77024349608834]
我々は,マルチモード固体量子メモリにおいて,通信光子と集合スピン励起の絡み合いを初めて示す。
量子メモリのエンタングルメントストレージを最大47.7$mu$sまで拡張し、最大10kmの距離で分離された量子ノード間のエンタングルメントの分配を可能にした。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-09T13:59:26Z) - Towards fully-fledged quantum and classical communication over deployed
fiber with up-conversion module [47.187609203210705]
本稿では,古典光とQKD信号の共伝搬のためのアップコンバージョン支援受信機に基づく新しい手法を提案し,実証する。
提案手法は,従来の受信機に比べて高い耐雑音性を示し,従来の4dB高電力条件下での秘密鍵の分配を可能にする。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-06-09T13:52:27Z) - Computation-aided classical-quantum multiple access to boost network
communication speeds [61.12008553173672]
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。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-05-30T11:19:47Z) - Capacities of Gaussian Quantum Channels with Passive Environment
Assistance [0.0]
受動的環境支援通信は、情報伝達システムと環境の間の一元的な相互作用としてモデル化された量子チャネルを介して行われる。
我々は、ヘルパーとの量子通信と古典的コミュニケーションの両方と、送り手とヘルパーの間の古典的な自由な協調による古典的コミュニケーションを考察する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-01-03T10:33:43Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-09-15T15:10:50Z) - Squeezing-enhanced communication without a phase reference [2.4499092754102874]
量子ガウス状態を用いた古典情報を有限デコヒーレンス時間で位相ノイズチャネルの族上で伝達する問題について検討する。
この問題は、一般に位相ノイズが制限因子として考慮される自由空間と光ファイバにおける長距離通信に関係している。
参照フレームを確立するためにエネルギーの一部を使用することは、大エネルギーでも準最適であることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-06-11T15:38:29Z) - Two-way covert quantum communication in the microwave regime [0.0]
量子通信は、マクロ距離で情報を交換する問題に対処する。
マイクロ波系における後方散乱の概念と隠蔽通信を組み合わせることにより、セキュアな量子通信のための新しいパラダイムを開拓する。
この研究は、これまで提供されていなかった1ドル~10ドル/GHzの周波数範囲でセキュアな量子通信の概念を実装するための決定的な一歩を踏み出した。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-15T16:36:59Z) - Bosonic quantum communication across arbitrarily high loss channels [68.58838842613457]
一般減衰器$Phi_lambda, sigma$はボゾン量子チャネルであり、入力と固定された環境状態を組み合わせることで作用する。
任意の$lambda>0$に対して、適切な単一モード状態 $sigma(lambda)$が存在することを示す。
我々の結果は、チャネルの入力でエネルギー制約を固定しても成り立ち、任意に低い透過率の極限でも一定の速度で量子通信が可能であることを示唆している。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-03-19T16:50:11Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。