論文の概要: Quantum-optical sensing and target detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.11372v1
- Date: Tue, 15 Oct 2024 07:51:27 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-16 14:01:55.953893
- Title: Quantum-optical sensing and target detection
- Title（参考訳）: 量子光学センシングとターゲット検出
- Authors: Guo Yao Tham,
- Abstract要約: 最初の研究では、光学またはマイクロ波プローブを用いた隠蔽目標検出について検討した。
第2の研究では、マルチモードプローブを用いた利得推定の精度の量子限界を決定する。
第3の研究では、コヒーレント状態、二モード圧縮真空(TMSV)、単光子絡み状態(SPES)の3つのプローブ状態を比較した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: This thesis presents three studies in quantum-enhanced sensing and target detection. The first study explores covert target detection using optical or microwave probes, establishing quantum-mechanical limits on the error probabilities of entanglement-assisted detection methods while maintaining the sender's covertness. It identifies the minimal energy required to preserve covertness and reduce error probabilities, compares two-mode squeezed vacuum probes and coherent states against these limits, and extends the analysis to discriminating thermal loss channels and non-adversarial quantum illumination. The second study focuses on phase-insensitive optical amplifiers, determining the quantum limit on the precision of gain estimation using multimode probes possibly entangled with ancillary systems. It finds that the average photon number and the number of input modes are interchangeable resources for achieving optimal gain sensing precision, contrasting classical probes with quantum probes and highlighting the advantages of the latter, even with single-photon inputs and inefficient photodetection. It also provides a closed-form expression for the energy-constrained Bures distance between two amplifier channels. The third study compares three probe states -- coherent state, two-mode squeezed vacuum (TMSV), and single-photon entangled state (SPES) -- in quantum-enhanced target detection, assessing their performance under signal energy constraints relevant to covert radar sensing. SPES is uniquely positioned as a practical probe due to its non-classical properties after thermal loss and ease of generation. Numerical analysis shows that at low signal energies, the error exponent of TMSV aligns with SPES, indicating comparable detection capabilities and that SPES surpasses the best classical state-the coherent state-in accuracy for certain signal strengths.
- Abstract（参考訳）: この論文は、量子化センシングとターゲット検出の3つの研究を提示する。
第1報では、光またはマイクロ波プローブを用いた秘密目標検出について検討し、送信者の秘密性を維持しつつ、絡み込み支援検出法の誤差確率に量子力学的制限を設けた。
2モードの真空プローブとコヒーレントな状態とをこれらの限界に対して比較し、熱損失チャネルの識別と非逆量子照明に拡張する。
第2の研究では、位相非感光増幅器に焦点をあて、アシラリー系と絡み合う可能性のあるマルチモードプローブを用いて利得推定の精度の量子限界を決定する。
平均光子数と入力モード数は、最適利得検出精度を達成するための交換可能な資源であり、古典的なプローブと量子プローブを対比し、単一光子入力と非効率的な光検出であっても後者の利点を強調している。
また、2つの増幅器チャネル間のエネルギー制約されたバーズ距離に対する閉形式表現も提供する。
第3の研究では、コヒーレント状態、2モード圧縮真空(TMSV)、単一光子エンタングル状態(SPES)の3つのプローブ状態を比較し、その性能を秘密レーダー検知に関連する信号エネルギーの制約下で評価した。
SPESは、熱損失と生成の容易性の後、非古典的な性質のため、実用的なプローブとして一意に位置づけられている。
数値解析により、低信号エネルギーでは、TMSVの誤差指数はSPESと一致し、SPESは特定の信号強度に対して最も優れた古典的状態-コヒーレントな状態-イン精度を超越していることが示された。
関連論文リスト
- Near-optimal coherent state discrimination via continuously labelled non-Gaussian measurements [3.9482012852779085]
非ガウス測度は、ほぼ最適コヒーレントな状態判別を達成できることを示す。
非ガウス的検出とユニタリ操作に基づく2つのコヒーレントな状態識別プロトコルを明示的に設計する。
その結果,Helstrom境界に近い低エネルギーでの誤差率を連続ラベル付き測定で達成できることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-12T13:25:59Z) - Quantum advantage of time-reversed ancilla-based metrology of absorption
parameters [2.5499055723658097]
我々は,吸収や散乱による損失を伴って,試料による光の透過率推定の問題点を考察する。
我々は、量子フィッシャー情報の決定を通じて、アンシラ戦略が単一モード推定における最良の精度をもたらすことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-09T20:41:53Z) - Hyper-entanglement between pulse modes and frequency bins [101.18253437732933]
2つ以上のフォトニック自由度(DOF)の間の超絡み合いは、新しい量子プロトコルを強化し有効にすることができる。
パルスモードと周波数ビンとの間に超絡み合った光子対の生成を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-24T15:43:08Z) - Suppressing Amplitude Damping in Trapped Ions: Discrete Weak
Measurements for a Non-unitary Probabilistic Noise Filter [62.997667081978825]
この劣化を逆転させるために、低オーバーヘッドプロトコルを導入します。
振幅減衰雑音に対する非単位確率フィルタの実装のための2つのトラップイオンスキームを提案する。
このフィルタは、単一コピー準蒸留のためのプロトコルとして理解することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:18:41Z) - Optimal gain sensing of quantum-limited phase-insensitive amplifiers [0.0]
我々は、マルチモードプローブを用いて、量子制限位相非感光増幅器の利得を推定する精度の量子極限を求める。
増幅器への入力モードが減少する全ての純状態プローブは、多重モード数基底において対角的であり、量子最適であることが証明されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-08T15:16:22Z) - Quantum probes for the characterization of nonlinear media [50.591267188664666]
本研究では, 非線形結合 $tildelambda$ および非線形性次数 $zeta$ の個人および共同推定をいかに改善するかを検討する。
量子プローブは非線形媒体のキャラクタリゼーションの精度を高めるための資源であり、現在の技術による潜在的な応用を予見する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-16T15:40:36Z) - Two-photon resonance fluorescence of two interacting non-identical
quantum emitters [77.34726150561087]
我々は、コヒーレント場によって駆動される相互作用する2つの非負の量子エミッタのシステムについて研究する。
共鳴蛍光スペクトルに2光子ダイナミクスによって印加された特徴は、エミッタ間の距離の変化に特に敏感である。
これは、ポイントライクなソースの超解像イメージングのような応用に利用することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-04T16:13:01Z) - Quantum Illumination with a Parametrically Amplified Idler [0.0]
量子照明は電磁場の量子状態を利用して、明るい背景に対して標的の存在を検出する。
多くの場合、量子状態は信号とアイドラーモードからなる2モードの圧縮真空であり、非ゼロ位相感受性の相互相関を持つ。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-17T16:25:00Z) - Mid-infrared homodyne balanced detector for quantum light
characterization [52.77024349608834]
中赤外域で作動する新しい平衡ホモダイン検出器の特性について述べる。
実験結果を,自由空間量子通信などの量子技術への応用の可能性の観点から考察する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-16T11:08:50Z) - Discrimination of Ohmic thermal baths by quantum dephasing probes [68.8204255655161]
2つの量子ビットからなる量子プローブ、すなわち量子ビット、量子ビット、量子レジスタによって達成可能な最小誤差確率を評価する。
キュービットプローブは、識別タスクにおいてキュービットを上回るが、2つのキュービットからなるレジスタは、何の利点も与えない。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-06T08:51:51Z) - Quantum illumination via quantum-enhanced sensing [0.0]
本稿では、量子強調センシングと量子照明の結合性を提案する。
目標感度と信号対雑音比は熱雑音の増加とともに向上できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-04-20T12:23:31Z)
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。