論文の概要: Fulfilling entanglement's optimal advantage via converting correlation to coherence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.06609v2
• Date: Mon, 19 Dec 2022 18:01:47 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-05 01:38:09.983559
• Title: Fulfilling entanglement's optimal advantage via converting correlation to coherence
• Title（参考訳）: 相関とコヒーレンスとの変換による絡み合いの最適性
• Authors: Haowei Shi, Bingzhi Zhang and Quntao Zhuang
• Abstract要約: 絡み合いは、センシングと通信におけるパフォーマンスの限界を高める。 量子相関をコヒーレントな二次変位に捕捉し変換する変換モジュールを提案する。 我々のモジュールは、短期実装のためのノイズの多い量子相関処理のパラダイムを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.966840768820136
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement boosts performance limits in sensing and communication, and surprisingly the advantage over classical protocols is even larger in presence of entanglement-breaking noise, as examplified by quantum illumination [Phys. Rev. Lett. 101, 253601 (2008)]. However, to maximally fulfill such advantages requires an optimal measurement design, a challenging task as information is encoded in the feeble quantum correlation after entanglement is destroyed by loss and noise. For this reason, the optimal measurement design is still elusive for various entanglement-enhanced protocols long after their debut. We propose a conversion module to capture and transform the quantum correlation to coherent quadrature displacement, which enables the optimal receiver design for a wide range of entanglement-enhanced protocols, including quantum illumination, phase estimation, classical communication, target ranging and arbitrary thermal-loss channel pattern classification. Via heterodyne and passive linear optics, the conversion module maps the multi-mode quantum detection problem to the semi-classical detection problem of a single-mode noisy coherent state, so that explicit measurements can be constructed to achieve the optimal performance. Our module provides a paradigm of processing noisy quantum correlations for near-term implementation.
• Abstract（参考訳）: エンタングルメントは、センシングと通信における性能の限界を増大させ、驚くべきことに、量子照明(phys. rev. lett. 101, 253601 (2008))によって証明されたように、エンタングル性破壊ノイズの存在下では、古典的なプロトコルよりも有利である。 しかし、そのような利点を最大限に発揮するには最適な測定設計が必要であり、エンタングルメントが損失とノイズによって破壊された後、情報は弱く量子相関に符号化されるため、課題は解決される。 このため、様々なエンタングルメントエンハンスプロトコルがデビューしてからしばらく経っても、最適な測定設計はいまだに解明されていない。 本稿では,量子照明,位相推定,古典通信,ターゲット範囲,任意の熱損失チャネルパターンの分類など,幅広いエンタングルメント強化プロトコルに対する最適受信機設計を可能にする,コヒーレント二次変位に対する量子相関のキャプチャと変換を行う変換モジュールを提案する。 ヘテロダインおよびパッシブ線形光学により、変換モジュールは、マルチモード量子検出問題をシングルモードノイズコヒーレント状態の半古典的検出問題にマッピングし、明示的な測定結果を構築して最適性能を達成する。 本モジュールは、短期的実装のためのノイズ量子相関を処理するパラダイムを提供する。

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