論文の概要: Quantum optics in the turbulent atmosphere: Fundamental issues and applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.06022v1
- Date: Sun, 07 Sep 2025 11:41:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-09 14:07:03.819421
- Title: Quantum optics in the turbulent atmosphere: Fundamental issues and applications
- Title（参考訳）: 乱流大気中の量子光学:基礎と応用
- Authors: A. A. Semenov, M. Klen, I. Pechonkin,
- Abstract要約: 大気圧はパルス形状のランダムな歪みを誘発し、その結果、レシーバ開口を介して透過率のランダムなゆらぎを引き起こす。
これらのゆらぎは、受信した光の量子状態に直接影響する。
我々は、標準的なアンサンブルのアプローチを超えて分析を拡張し、現実的な実験は平均的な時間を含むことを認識した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum light propagation through turbulent atmosphere has become a subject of intensive research, spanning both theoretical and experimental studies. This interest is driven by its important applications in free-space quantum communication, remote quantum sensing, and environmental monitoring. At the same time, this phenomenon itself poses an intriguing fundamental problem. A consistent theoretical description typically makes explicit assumptions about the measurement scheme at the receiver station and/or the method of quantum-information encoding. A common and straightforward approach encodes the information in quantum states of a quasi-monochromatic mode, representing a pulsed Gaussian beam. Atmospheric turbulence induces random distortions of the pulse shape and, consequently, random fluctuations of the transmittance through the receiver aperture. These fluctuations, characterized by the probability distribution of transmittance (PDT), directly affect the quantum state of the received light. In this paper we examine various analytical models of the PDT, validate them through numerical simulations, and assess their range of applicability. Furthermore, we extend the analysis beyond the standard ensemble-averaging approach, recognizing that realistic experiments typically involve time averaging. This requires a detailed examination of the underlying random process, including the study of temporal correlations and their impact on nonclassical properties of electromagnetic radiation.
- Abstract（参考訳）: 乱流大気中における量子光の伝播は、理論研究と実験研究の両方にまたがって、集中的な研究の対象となっている。
この関心は、自由空間量子通信、リモート量子センシング、環境モニタリングにおける重要な応用によって引き起こされている。
同時に、この現象自体が興味深い根本的な問題を引き起こす。
一貫性のある理論的記述は典型的には、受信局における測定方式と/または量子情報符号化の方法について明示的な仮定を行う。
一般的な単純なアプローチは、パルスガウスビームを表す準単色モードの量子状態の情報を符号化する。
大気圧はパルス形状のランダムな歪みを誘発し、その結果、受信機開口を介して送信機のランダムなゆらぎを生じさせる。
これらの変動は、透過率(PDT)の確率分布によって特徴づけられ、受信した光の量子状態に直接影響する。
本稿では, PDT の各種解析モデルについて検討し, 数値シミュレーションによる検証を行い, 適用範囲について検討する。
さらに,本研究は,標準的なアンサンブル改善アプローチを超えて解析を拡張し,現実的な実験には通常平均的な時間を含むことを認識した。
これは、時間的相関や電磁放射の非古典的性質への影響など、基礎となるランダムな過程を詳細に調べる必要がある。
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