論文の概要: Microwave quantum illumination with correlation-to-displacement conversion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.18206v1
• Date: Fri, 31 Mar 2023 16:59:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-03 13:08:33.356246
• Title: Microwave quantum illumination with correlation-to-displacement conversion
• Title（参考訳）: 相関-変位変換によるマイクロ波量子照明
• Authors: Jacopo Angeletti, Haowei Shi, Theerthagiri Lakshmanan, David Vitali and Quntao Zhuang
• Abstract要約: 絡み合いはノイズ感知シナリオにおける劣化に対して脆弱である。 相関-置換変換モジュールの最近の進歩は、最適なプロトコルへのルートを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7874708385247353
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement is vulnerable to degradation in a noisy sensing scenario, but surprisingly, the quantum illumination protocol has demonstrated that its advantage can survive. However, designing a measurement system that realizes this advantage is challenging since the information is hidden in the weak correlation embedded in the noise at the receiver side. Recent progress in a correlation-to-displacement conversion module provides a route towards an optimal protocol for practical microwave quantum illumination. In this work, we extend the conversion module to accommodate experimental imperfections that are ubiquitous in microwave systems. To mitigate loss, we propose amplification of the return signals. In the case of ideal amplification, the entire six-decibel error-exponent advantage in target detection error can be maintained. However, in the case of noisy amplification, this advantage is reduced to three-decibel. We analyze the quantum advantage under different scenarios with a Kennedy receiver in the final measurement. In the ideal case, the performance still achieves the optimal one over a fairly large range with only on-off detection. Empowered by photon number resolving detectors, the performance is further improved and also analyzed in terms of receiver operating characteristic curves. Our findings pave the way for the development of practical microwave quantum illumination systems.
• Abstract（参考訳）: 絡み合いはノイズの多いセンシングシナリオの劣化に弱いが、驚くべきことに、量子照明プロトコルは、その利点が生き残ることを示した。 しかし、受信側の雑音に埋め込まれた弱相関に情報が隠されているため、この利点を実現する計測システムの設計は困難である。 相関交換変換モジュールの最近の進歩は、実用的なマイクロ波量子照明のための最適なプロトコルへの経路を提供する。 本研究は,マイクロ波システムにおいてユビキタスな実験的な欠陥に対応するため,変換モジュールを拡張した。 損失を軽減するため、返却信号の増幅を提案する。 理想的な増幅の場合、目標検出誤差における6デシベル誤差指数の優位性を維持できる。 しかし、ノイズ増幅の場合、この利点は3デシベルに縮小される。 最終測定では、ケネディ受信機を用いて異なるシナリオで量子アドバンテージを解析した。 理想的な場合、性能はオンオフ検出だけでかなり広い範囲で最適な結果が得られる。 光子数分解検出器により、さらに性能が向上し、受信機の動作特性曲線も解析される。 本研究は,マイクロ波量子照明システムの実現に向けた道を開くものである。

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