論文の概要: Quantum-Amplified Simultaneous Quantum-Classical Communications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.09127v1
- Date: Wed, 15 May 2024 06:44:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-16 14:16:04.823742
- Title: Quantum-Amplified Simultaneous Quantum-Classical Communications
- Title（参考訳）: 量子増幅同時量子古典通信
- Authors: Nicholas Zaunders, Ziqing Wang, Timothy C. Ralph, Ryan Aguinaldo, Robert Malaney,
- Abstract要約: 本稿では,従来のFSOシステムを最小限に修正して,従来の通信と共存する量子通信の要素を提供する方法について検討する。
しかし、スタンドアローンの量子通信とは対照的に、余分なレシーバの複雑さを犠牲にしているだけである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2982610402087727
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Classical free-space optical (FSO) communication promises massive data throughput rates relative to traditional wireless technologies - an attractive outcome now being pursued in the context of satellite-ground, inter-satellite and deep-space communications. The question we investigate here is: how can we minimally alter classical FSO systems, both in infrastructure and in energy input, to provide some element of quantum communication coexisting with classical communications? To address this question, we explore additional Gaussian displacements to classical FSO encoding on the satellite, determining the minimum signal requirements that will meet given specifications on the combined classical and quantum communications throughput. We then investigate whether enhanced quantum-based amplifiers embedded in receivers, which have proven advantageous in standalone quantum communication, can enhance our combined classical-quantum communication throughput. We show how this is indeed the case, but only at the cost of some additional receiver complexity, relative to standalone quantum communications. This additional complexity takes the form of an additional beamsplitter and two heterodyne detectors at the receiver. Our results illustrate a viable pathway to realising quantum communication from classical FSO systems with minimal design changes.
- Abstract（参考訳）: 古典的自由空間光学(FSO)通信は、従来の無線技術と比較して膨大なデータスループットを約束する。
ここでは、インフラとエネルギー入力の両方において、古典的なFSOシステムを最小限に修正して、古典的な通信と共存する量子通信の要素を提供するにはどうすればよいか、という問題について調べる。
この問題に対処するために、衛星上の古典的FSOエンコーディングにガウス的変位を加え、古典的および量子的通信スループットの組み合わせに関する所定の仕様を満たす最小の信号要件を決定する。
次に、独立量子通信において有利であることが証明された受信機に埋め込まれた拡張量子ベースの増幅器が、従来の量子通信のスループットを向上できるかどうかを検討する。
しかし、スタンドアローンの量子通信とは対照的に、余分なレシーバの複雑さを犠牲にしているだけである。
このさらなる複雑さは、受信機にビームスプリッターと2つのヘテロダイン検出器を付加する形を取る。
この結果から,設計変更を最小限に抑えた古典的FSOシステムから量子通信を実現するための有効な経路が示唆された。
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