論文の概要: Inverse-Squeezing Kennedy Receiver for Near-Helstrom Discrimination of Displaced-Squeezed BPSK

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.19093v1
• Date: Tue, 27 Jan 2026 01:58:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-28 15:26:51.123626
• Title: Inverse-Squeezing Kennedy Receiver for Near-Helstrom Discrimination of Displaced-Squeezed BPSK
• Title（参考訳）: 転位BPSKの近エルストローム判別のための逆スケズングケネディ受信機
• Authors: Enhao Bai, Jian Peng, Tianyi Wu, Chen Dong, Kai Wen, Fengkai Sun, Zhenrong Zhang, Chun Zhou, Yaping Li,
• Abstract要約: Inverse-Squeezing Kennedy (IS-Kennedy) のレシーバー。 光子数分解(PNR)検出器は、最大後方分解(MAP)判定を行う。 低光子数体制(約0.6ドル)では、提案手法はコヒーレント状態の限界を超え、1%未満の誤差率を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.54481311613931
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: To address the discrimination problem of binary phase-shift keyed displaced squeezed vacuum states (S-BPSK), this paper proposes an Inverse-squeezing Kennedy (IS-Kennedy) receiver. This architecture incorporates an inverse-squeezing operator following the displacement operation of a conventional Kennedy receiver, mapping the S-BPSK signals onto equivalent large-amplitude coherent states. Furthermore, it employs a photon-number-resolving (PNR) detector to perform maximum a posteriori (MAP) decision-making. Theoretical analysis demonstrates that, under ideal conditions, the IS-Kennedy receiver effectively translates the transmitter's squeezing resources into a displacement gain at the receiver. Consequently, its error probability approaches the Helstrom bound across the entire energy spectrum, remaining within a constant factor of 3 dB. In the low-photon-number regime ($N \approx 0.6$), the proposed scheme surpasses the coherent-state limit, achieving an error rate below 1\%. Furthermore, this paper provides an in-depth analysis of system performance under non-ideal conditions, revealing the robustness of PNR detection against background dark counts and a characteristic ``parity photon-number step'' saturation effect arising from squeezing parameter mismatch.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,二相シフト方式の鍵交換型圧縮真空状態(S-BPSK)の識別問題に対処するため,逆スリーピング・ケネディ(IS-Kennedy)受信機を提案する。 このアーキテクチャは、従来のケネディ受信機の変位操作に続き、S-BPSK信号を等価な大振幅コヒーレント状態にマッピングする逆応答演算子を含む。 さらに、光子数分解(PNR)検出器を使用して、MAP決定を最大化している。 理論的解析により、理想的な条件下では、IS-ケネディ受信機は送信機のスクイーズ資源を受信機における変位利得に効果的に変換することを示した。 その結果、誤差確率はヘルストロームに近づき、エネルギースペクトル全体にわたって3dBの定数係数に留まる。 低光子数体制(N \approx 0.6$)では、提案手法はコヒーレント状態の限界を超え、誤差率は1\%以下となる。 さらに,非理想的条件下でのシステム性能を詳細に解析し,背景暗黒数に対するPNR検出の頑健さと,スクイーズパラメータミスマッチから生じる「パリティ光子数ステップ」の特性を明らかにする。

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