論文の概要: Quantum communication over bandwidth-and-time-limited channels

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.08831v1
• Date: Wed, 12 Feb 2025 22:45:16 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-14 13:48:06.193362
• Title: Quantum communication over bandwidth-and-time-limited channels
• Title（参考訳）: 帯域・時間制限チャネルにおける量子通信
• Authors: Aditya Gandotra, Zhaoyou Wang, Aashish A. Clerk, Liang Jiang,
• Abstract要約: 本稿では,帯域幅制限(BTL)チャネルの量子チャネル容量について検討し,現実的な環境で最適な通信戦略を確立する。 本研究は,入力信号長が増加するにつれて,量子チャネルの逐次活性化の一般的な特徴と,限られた数のチャネルしか使用していないシナリオに対して最適な信号長が存在することを明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6437645274005803
• License:
• Abstract: Standard communication systems have transmission spectra that characterize their ability to perform frequency multiplexing over a finite bandwidth. Realistic quantum signals in quantum communication systems like transducers are inherently limited in time due to intrinsic decoherence and finite latency, which hinders the direct implementation of frequency-multiplexed encoding. We investigate quantum channel capacities for bandwidth-and-time-limited (BTL) channels to establish the optimal communication strategy in a realistic setting. For pure-loss bosonic channels, we derive analytical solutions of the optimal encoding and decoding modes for Lorentzian and box transmission spectra, along with numerical solutions for various other transmissions. Our findings reveal a general feature of sequential activation of quantum channels as the input signal duration increases, as well as the existence of optimal signal length for scenarios where only a limited number of channels are in use.
• Abstract（参考訳）: 標準通信システムは、周波数多重化を有限帯域で行うことを特徴付ける伝送スペクトルを持つ。 トランスデューサのような量子通信システムにおける現実的な量子信号は、本質的に時間的に制限されている。 本稿では,帯域幅制限(BTL)チャネルの量子チャネル容量について検討し,現実的な環境で最適な通信戦略を確立する。 純損失ボソニックチャネルに対しては、ローレンツおよびボックス伝送スペクトルの最適符号化および復号モードの解析解と、他の様々な伝送の数値解を導出する。 本研究は,入力信号長が増加するにつれて,量子チャネルの逐次活性化の一般的な特徴と,限られた数のチャネルしか使用していないシナリオに対して最適な信号長が存在することを明らかにする。

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