論文の概要: Restoring Quantum Superiority of Noisy Quantum Illumination

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.20378v1
• Date: Thu, 23 Oct 2025 09:21:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:17.727396
• Title: Restoring Quantum Superiority of Noisy Quantum Illumination
• Title（参考訳）: ノイズ量子照明の回復量子上性
• Authors: Wei Wu, Jun-Hong An,
• Abstract要約: 本稿では,量子ノイズの存在下での量子照明の量子優位性を回復する手法を提案する。 この結果は、量子優位性を維持する物理原理を確立し、ノイズの多い状況下で高分解能量子照明を実現するための道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8675895588443425
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum illumination uses quantum entanglement as a resource to enable higher-resolution detection of low-reflectivity targets than is possible with classical techniques. This revolutionary technology could transform modern radar. However, it is widely believed that the decoherence induced by the ubiquitous quantum noise destroys the superiority of quantum illumination, severely constraining its performance and application in our present noisy intermediate-scale quantum era. Here, we propose a method to restore the quantum superiority of the quantum illumination in the presence of quantum noises. Going beyond the widely used Born-Markov approximation, we discover that the resolution of noisy quantum illumination is highly sensitive to the energy spectrum of the composite system formed by each of the two light modes and its local quantum noise. When a bound state is present in the energy spectrum, the resolution asymptotically approaches its ideal form. Our result establishes a physical principle to preserve the quantum superiority and paves the way for the realization of high-resolution quantum illumination in noisy situations.
• Abstract（参考訳）: 量子照明は量子エンタングルメントをリソースとして使用し、古典的手法よりも高解像度の低反射率目標検出を可能にする。 この革命的技術は現代のレーダーを変革する可能性がある。 しかし、ユビキタス量子ノイズによって引き起こされるデコヒーレンスは、量子照明の優位性を損なうと広く信じられている。 本稿では,量子ノイズの存在下での量子照明の量子優位性を回復する手法を提案する。 広く使われているボルン・マルコフ近似を超えて、ノイズ量子照明の分解能は、2つの光モードのそれぞれとその局所量子ノイズによって形成される複合系のエネルギースペクトルに非常に敏感であることが判明した。 エネルギースペクトルに有界状態が存在するとき、分解能はその理想形式に漸近的に近づく。 この結果は、量子優位性を維持する物理原理を確立し、ノイズの多い状況下で高分解能量子照明を実現するための道を開く。

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