論文の概要: Continuous Wave Quantum Detection and Ranging with quantum heterodyne detection

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.24225v2
• Date: Tue, 30 Sep 2025 03:33:06 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 14:44:59.874567
• Title: Continuous Wave Quantum Detection and Ranging with quantum heterodyne detection
• Title（参考訳）: 量子ヘテロダイン検出による連続波量子検出とランキング
• Authors: Ming-Da Huang, Zhan-Feng Jiang, M. Hunza, Long-Yang Cao, Hong-Yi Chen, Yuan-Feng Wang, Yuan-Yuan Zhao, Hai-Dong Yuan, Qi Qin,
• Abstract要約: 連続波検出・乱れ検出技術では, ヘテロダイン受信機を用いた周波数変調連続波(FMCW)を用いて, 未知ターゲットの同時かつ正確な距離と速度測定を行うのが一般的である。 この技術の量子対する最近の研究にもかかわらず、背景雑音を伴う損失チャネルの測定精度を高めるFMCWの量子プロトコルはまだ確立されていない。 本稿では、総和周波数発生と低伝送電力の絡み合った光源を利用するFMCW技術の量子照明プロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.425778363246557
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In the continuous-wave Detection and Ranging technology, simultaneous and accurate range and velocity measurements of an unknown target are typically achieved using a frequency-modulated continuous wave (FMCW) with a heterodyne receiver. The high time-bandwidth product of the FMCW waveform facilitates the optimization and high-precision of these measurements while maintaining low transmission power. Despite recent efforts to develop the quantum counterpart of this technology, a quantum protocol for FMCW that enhances measurement precision in lossy channels with background noise has yet to be established. Here, we propose a quantum illumination protocol for FMCW technology that utilizes sum frequency generation and an entangled light source with low transmission power. This protocol demonstrates a 3 dB enhancement in the precision limit for high-loss channels compared to classical approaches, independent of the background noise level. This precision limit is achieved through quantum heterodyne detection (QHD), followed by signal processing. Moreover, in classical approaches, QHD is only optimal in high-loss channels when strong background noise is present. In weak background noise scenarios, our protocol can further provides precision enhancements up to 6 dB over classical methods with QHD.
• Abstract（参考訳）: 連続波検出・乱れ検出技術では, ヘテロダイン受信機を用いた周波数変調連続波(FMCW)を用いて, 未知ターゲットの同時かつ正確な距離と速度測定を行うのが一般的である。 FMCW波形の高時間帯域幅積は、低伝送電力を維持しながらこれらの測定の最適化と高精度化を容易にする。 この技術の量子対する最近の研究にもかかわらず、背景雑音を伴う損失チャネルの測定精度を高めるFMCWの量子プロトコルはまだ確立されていない。 本稿では、総和周波数発生と低伝送電力の絡み合った光源を利用するFMCW技術の量子照明プロトコルを提案する。 このプロトコルは、バックグラウンドノイズレベルに依存しない古典的アプローチと比較して、高損失チャネルの精度限界が3dB向上していることを示す。 この精度の限界は量子ヘテロダイン検出(QHD)によって達成され、次に信号処理が行われる。 さらに、古典的手法では、強い背景雑音が存在する場合、QHDは高損失チャネルでのみ最適である。 背景雑音の弱いシナリオでは、QHDを用いた古典的手法よりも6dBまで精度が向上する。

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