論文の概要: Towards Quantum-Native Communication Systems: New Developments, Trends, and Challenges

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.05239v1
• Date: Thu, 9 Nov 2023 09:45:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-10 15:40:55.519063
• Title: Towards Quantum-Native Communication Systems: New Developments, Trends, and Challenges
• Title（参考訳）: 量子ネイティブ通信システムに向けて:新しい発展、トレンド、課題
• Authors: Xiaolin Zhou, Anqi Shen, Shuyan Hu, Wei Ni, Xin Wang, Ekram Hossain, and Lajos Hanzo
• Abstract要約: 調査では、量子ドメイン(QD)マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)、QD非直交多重アクセス(NOMA)、量子セキュアダイレクト通信(QSDC)などの技術を調査した。 量子センシング、量子レーダ、量子タイミングの現在の状況は、将来の応用をサポートするために簡単にレビューされる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 63.67245855948243
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The potential synergy between quantum communications and future wireless communication systems is explored. By proposing a quantum-native or quantum-by-design philosophy, the survey examines technologies such as quantum-domain (QD) multi-input multi-output (MIMO), QD non-orthogonal multiple access (NOMA), quantum secure direct communication (QSDC), QD resource allocation, QD routing, and QD artificial intelligence (AI). The recent research advances in these areas are summarized. Given the behavior of photonic and particle-like Terahertz (THz) systems, a comprehensive system-oriented perspective is adopted to assess the feasibility of using quantum communications in future systems. This survey also reviews quantum optimization algorithms and quantum neural networks to explore the potential integration of quantum communication and quantum computing in future systems. Additionally, the current status of quantum sensing, quantum radar, and quantum timing is briefly reviewed in support of future applications. The associated research gaps and future directions are identified, including extending the entanglement coherence time, developing THz quantum communications devices, addressing challenges in channel estimation and tracking, and establishing the theoretical bounds and performance trade-offs of quantum communication, computing, and sensing. This survey offers a unique perspective on the potential for quantum communications to revolutionize future systems and pave the way for even more advanced technologies.
• Abstract（参考訳）: 量子通信と将来の無線通信システムとのシナジーの可能性を探る。 量子ドメイン(QD)マルチインプットマルチアウトプット(MIMO)、QD非直交多重アクセス(NOMA)、量子セキュアダイレクト通信(QSDC)、QDリソース割り当て、QDルーティング、QD人工知能(AI)などの技術を検討する。 これらの分野での最近の研究成果を要約する。 フォトニックおよび粒子状テラヘルツ系(THz)の挙動を考えると、将来のシステムにおける量子通信の実現可能性を評価するための総合的なシステム指向の視点が採用される。 また、量子最適化アルゴリズムと量子ニューラルネットワークをレビューし、将来のシステムにおける量子通信と量子コンピューティングの潜在的な統合について検討する。 さらに、量子センシング、量子レーダ、量子タイミングの現在の状況は、将来の応用をサポートするために簡単にレビューされる。 絡み合うコヒーレンス時間の拡張、THz量子通信デバイスの開発、チャネル推定と追跡の課題への対処、量子通信、コンピューティング、センシングの理論的境界と性能トレードオフの確立など、関連する研究のギャップと今後の方向性が特定される。 この調査は、量子通信が将来のシステムに革命をもたらし、さらに高度な技術への道を開く可能性について、ユニークな視点を提供する。

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