論文の概要: Joint Communication and Sensing with Bipartite Entanglement over Bosonic Channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.15675v1
• Date: Sun, 26 Jan 2025 21:10:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 13:54:03.465549
• Title: Joint Communication and Sensing with Bipartite Entanglement over Bosonic Channels
• Title（参考訳）: ボソニックチャネル上でのバイパルタイト絡みによる連成通信とセンシング
• Authors: Tuna Erdoğan, Shi-Yuan Wang, Shang-Jen Su, Matthieu Bloch,
• Abstract要約: 後方散乱信号を生成する欠陥の範囲を同時に特定しながら、低消費電力の送信機が受信機と通信しようとする光リンクにおいて、共同通信とセンシングの問題を考える。 量子ネットワークの絡み合いが想定される展開により、我々は送信機が絡み合いを利用して、そのセンシングと通信を支援することができる。 我々の主な成果は、特定のケースでタイムシェアリングに勝る、達成可能なレート/エラー体験領域という形で発生するトレードオフの特徴づけである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.444687277893829
• License:
• Abstract: We consider a joint communication and sensing problem in an optical link in which a low-power transmitter attempts to communicate with a receiver while simultaneously identifying the range of a defect creating a backscattered signal. We model the system as a lossy thermal noise bosonic channel in which the location of the target, modeled as a beamsplitter, affects the timing of the backscattered signal. Motivated by the envisioned deployment of entanglement sharing quantum networks, we allow the transmitter to exploit entanglement to assist its sensing and communication. Since entanglement is known to enhance sensing, as known from quantum illumination, and increase communication rates, as known from the characterization of the entanglement-assisted capacity, the transmitter is faced with a trade-off and must judiciously allocate its entanglement resources. Our main result is a characterization of the trade-offs incurred in the form of an achievable rate/error-exponent region which can beat time-sharing in certain cases. The proof of our result relies on technical results of independent interests, by which we carefully show how to extend the known asymptotic characterization of multi-hypothesis testing Chernoff exponent in finite-dimensional spaces to infinite-dimensional spaces and provide a characterization of phase shift keying modulated displaced thermal states in Fock basis.
• Abstract（参考訳）: 後方散乱信号を生成する欠陥の範囲を同時に特定しながら、低消費電力の送信機が受信機と通信しようとする光リンクにおいて、共同通信とセンシングの問題を考える。 本システムは,ビームスプリッタとしてモデル化されたターゲットの位置が後方散乱信号のタイミングに影響を与える,損失のある熱ノイズボソニックチャネルとしてモデル化する。 量子ネットワークの絡み合いが想定される展開により、我々は送信機が絡み合いを利用して、そのセンシングと通信を支援することができる。 エンタングルメントは、量子照明から知られている感覚を高め、通信速度を高めることが知られており、エンタングルメントアシスト能力の特性から知られているので、送信機はトレードオフに直面し、そのエンタングルメントリソースを任意に割り当てなければならない。 我々の主な成果は、特定のケースでタイムシェアリングに勝る、達成可能なレート/エラー露見領域という形で発生するトレードオフを特徴づけることである。 この結果の証明は、有限次元空間におけるチェルノフ指数を無限次元空間に拡張する方法を慎重に示し、フォックベースで変調熱状態が変調された位相シフトキーのキャラクタリゼーションを与える。

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