論文の概要: Channel Superposition Mitigates Photon Loss Errors in Quantum Illumination
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.05125v1
- Date: Fri, 07 Nov 2025 10:07:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-10 21:00:44.733372
- Title: Channel Superposition Mitigates Photon Loss Errors in Quantum Illumination
- Title（参考訳）: チャネル重畳による量子照明における光子損失誤差軽減
- Authors: Fei Li, Xiao-Wei Li, Oscar Dahlsten,
- Abstract要約: 量子照明では、プローブ光子はアンシラ光子と絡み合って、両端で共同で測定される。
プローブとアシラ光子との絡み合いは、特に低反射率および高雑音シナリオにおいて、プローブモードにおける単位平均光子数当たりの検出性能を高める。
Indefinite causal order (ICO) と path superposition with disjoint environment (PS-DE) の2種類のチャネル重ね合わせプロトコルを含むチャネル重ね合わせフレームワークを採用している。
量子チャーノフ境界に基づく我々の解析および数値解析は、原則としてICOとPS-DEの両方が可能であることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.574332832206277
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In quantum illumination, the probe photon is entangled with an ancilla photon, and both are jointly measured at the end. The entanglement between the probe and ancilla photons enhances the detection performance per unit average photon number in the probe mode, particularly in low-reflectivity and high-noise scenarios. However, photon loss severely limits the practical advantage of such protocols. To address this, we employ a channel superposition framework, which encompasses two kinds of channel superposition protocols: indefinite causal order (ICO) and path superposition with disjoint environment (PS-DE). Our analytical and numerical analysis based on the quantum Chernoff bound shows that both ICO and PS-DE can, in principle, achieve an advantage. The advantage persists as long as non-zero interference remains, reverting to the performance of standard quantum illumination once the interference is completely suppressed. Crucially, the ICO protocol is significantly more robust, maintaining a tighter upper bound on the error probability than standard quantum illumination and the PS-DE approach. This performance hierarchy is rooted in their fundamental structures: ICO exploits a shared environment to generate stronger quantum interference, while PS-DE, relying on disjoint environments, offers a more experimentally tractable albeit less potent alternative.
- Abstract（参考訳）: 量子照明では、プローブ光子はアンシラ光子と絡み合って、両端で共同で測定される。
プローブとアシラ光子との絡み合いは、特に低反射率および高雑音シナリオにおいて、プローブモードにおける単位平均光子数当たりの検出性能を高める。
しかし、光子損失はそのようなプロトコルの実用上の利点を著しく制限する。
そこで我々は,不定因数順序 (ICO) と不随伴環境 (PS-DE) の経路重畳という2種類のチャネル重畳プロトコルを含むチャネル重畳フレームワークを用いる。
量子チャーノフ境界に基づく解析的および数値解析により、ICOとPS-DEの両方が原理的に利点を享受できることを示す。
非ゼロ干渉が残る限り、利点は持続し、干渉が完全に抑制されると標準量子照明の性能に戻る。
重要なことに、ICOプロトコルは、標準量子照明とPS-DEアプローチよりも、エラー確率の強い上限を維持している。
ICOは共有環境を利用してより強い量子干渉を発生させるが、PS-DEは非結合環境に依存し、より実験的に抽出可能な代替手段を提供する。
関連論文リスト
- Selective Filtering of Photonic Quantum Entanglement via Anti-Parity-Time Symmetry [32.09520868775991]
エンタングルメント(Entanglement)は、量子コンピューティング、センシング、通信のための重要なリソースである。
非エルミート系を利用した絡み合い検索の新しい手法を提案する。
我々の研究は、量子技術における中心的な課題に対処するために非エルミート対称性を使用するための新しい洞察を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-08T00:31:07Z) - Quantum light sources with configurable lifetime leveraging parity-time symmetry [26.056219942960112]
デバイスは、87.1 +- 1.1%の干渉可視性と、g_h((2)) (0) = 0.069 +- 0.001の2次自己相関を持つエネルギー時間絡み光子対を生成する。
我々の研究は、高速通信やプログラマブル量子コンピューティングを含む先進量子アプリケーションにおけるPT対称性の可能性を強調している。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-04-02T07:04:31Z) - Wavevector-resolved polarization entanglement from radiative cascades [27.84599956781646]
本研究では,光子偏光と放射波ベクトルの相互作用が存在し,マイクロキャビティにエミッタが埋め込まれた場合の量子相関に強く影響を及ぼすことを示す。
我々の結果は理論モデリングによって裏付けられ、様々な量子エミッタに対するカスケード放出の新たな理解をもたらす。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-12T09:32:29Z) - Heisenberg-Limited Quantum Lidar for Joint Range and Velocity Estimation [0.40964539027092906]
パルス変位光の単一ビームを照射することにより、目標の射程と速度を共同で推定する量子ライダープロトコルを提案する。
距離推定と速度推定の両方の平均二乗誤差は2乗の信号光子数に逆比例し,同時にハイゼンベルク限界に達することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-24T15:29:03Z) - Violation of Bell inequality by photon scattering on a two-level emitter [4.810881229568956]
量子系における非局所相関であるエンタングルメントは、量子力学と量子技術の燃料の興味深い特徴である。
ナノフォトニック導波路における光に決定論的に結合した2レベルエミッタが、単一の光子レベルで励起する真のフォトニック量子エンタングルメントを実現するためにどのように使用されるかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-22T11:01:24Z) - Heisenberg Scaling Quantum Microscopy: Experiment and Theory [16.938410128532016]
本稿では,QMC(quantum microscopy by final (QMC) with balanced path lengthsについて述べる。
QMCは、バランスの取れた波長を持つ構成の恩恵を受けており、2本の腕にバランスのとれた光学的な長さを持つ対称な経路を横断する一対の絡み合った光子が、波長の半分の単一の光子のように振る舞う。
QMCにおける二光子の低強度および絡み合い特性は非破壊的生体イメージングを約束する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-08T23:44:40Z) - Protecting the quantum interference of cat states by phase-space
compression [45.82374977939355]
独自の位相空間干渉特性を持つキャット状態は、量子力学を理解するための理想的な候補である。
これらは光子損失に非常に敏感であり、必然的にガウスの量子的非ガウス的特徴を減少させる。
ここでは,猫状態の位相空間分布を圧縮することにより,これらの非ガウス的特徴を保護する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-02T16:06:40Z) - Experimental Multi-state Quantum Discrimination in the Frequency Domain
with Quantum Dot Light [40.96261204117952]
本研究では,8つの非直交状態間で最適な識別を行うために,時間多重化戦略を用いたプロトコルの実験的実現について述べる。
この実験は、カスタム設計のバルク光学分析装置と、ほぼ決定論的ソリッドステートソースによって生成される単一光子の上に構築された。
我々の研究は、より複雑な応用の道を切り開いて、高次元量子符号化および復号化操作への新しいアプローチを提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-17T12:59:09Z) - Protocol for generation of high-dimensional entanglement from an array
of non-interacting photon emitters [0.0]
我々は,GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)状態のほぼ決定論的生成のためのプロトコルを提案する。
我々は、光子スペクトルの識別性や時間的ミスマッチなど、量子エミッタの共通の誤差源の性能への影響を分析する。
本プロトコルは,2値符号化以上の次元性を高める際に,損失耐性と鍵レートの向上を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-04T15:09:35Z) - Scalable multiphoton quantum metrology with neither pre- nor
post-selected measurements [0.0]
我々は量子化光位相推定のためのスケーラブルなプロトコルを実験的に実証した。
2モード圧縮真空状態の損失に対する堅牢性は、N00N状態に基づいてスキームを上回ります。
我々の研究は、多光子干渉に依存する量子技術にとって重要である。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-04T18:11:33Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。