論文の概要: Quantum-enhanced radio-frequency photonic distributed imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.03075v1
- Date: Wed, 05 Mar 2025 00:29:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-06 15:51:51.364444
- Title: Quantum-enhanced radio-frequency photonic distributed imaging
- Title（参考訳）: 量子強調ラジオ-周波数分布イメージング
- Authors: Haowei Shi, Christopher M. Jones, Mengjie Yu, Zheshen Zhang, Quntao Zhuang,
- Abstract要約: RFフォトニック受信機の弱い結合シナリオにおける撮像の量子的優位性について検討する。
提案する撮像受信機は、RF信号を光にアップコンバージョンして、低損失ファイバネットワークによる高効率接続を実現する。
我々は,合成開口レーダイメージングにおける量子優位性を評価し,標準解像度テストチャートから画像を生成する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.34952465649465553
- License:
- Abstract: Quantum physics has brought enhanced capability in various sensing applications. Despite challenges from noise and loss in the radio-frequency (RF) domain, [Phys. Rev. Lett. 124, 150502 (2020)] demonstrates a route for enhanced RF-receiver empowered by quantum squeezing and entanglement. In this work, we further explore the quantum advantage of imaging in the weak coupling scenario of the RF-photonic receiver. The proposed imaging receiver applies transducer to upconvert the RF signal to optical to enable high-efficiency connection via low-loss fiber networks. The efficient connection therefore increases the synthetic aperture and improves the resolution of the distributed imaging system. To overcome the challenge from low transduction efficiency in existing devices limited by weak photon interaction, we propose the use of squeezed-state optical sources to suppress the noise. We numerically evaluate the quantum advantage in synthetic aperture radar imaging, where the images are generated from the standard resolution test chart via a Gaussian point spread function with added Gaussian noise. We apply the Wiener filter on the images to restore the objects and find that stronger squeezing significantly improves the quality of the restored image. Our findings push quantum squeezing advantage to real-world applications.
- Abstract（参考訳）: 量子物理学は、様々なセンシング応用において強化された能力をもたらした。
高周波(RF)領域のノイズや損失による問題にもかかわらず、[Phys. Lett. 124, 150502 (2020)] は量子スクイーズと絡み合いによって強化されたRF受信器の経路を示す。
本研究では、RF-フォトニック受信機の弱いカップリングシナリオにおける撮像の量子的利点をさらに探求する。
提案する撮像受信機は、RF信号を光にアップコンバージョンして、低損失ファイバネットワークによる高効率接続を実現する。
これにより、効率的な接続により合成開口が増大し、分散撮像システムの解像度が向上する。
弱い光子相互作用によって制限された既存デバイスにおける低誘電効率の課題を克服するため,ノイズ抑制のための圧縮状態光源を提案する。
合成開口レーダイメージングにおける量子優位性を数値的に評価し,ガウス点拡散関数を付加したガウス点拡散関数を用いて標準分解能テストチャートから画像を生成する。
We applied the Wiener filter on the image to restore the objects and find that more squeezing makes significantly improve the quality of the restoration image。
我々の発見は、現実世界の応用に量子スクイージングの利点を推し進めている。
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