論文の概要: Quantum coherent transceivers toward Holevo-limited communications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.07087v1
• Date: Wed, 08 Apr 2026 13:41:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-09 17:30:51.559897
• Title: Quantum coherent transceivers toward Holevo-limited communications
• Title（参考訳）: 量子コヒーレントトランシーバによるHolevo制限通信
• Authors: Volkan Gurses, Suraj Samaga, Elianna Kondylis, Ali Hajimiri,
• Abstract要約: ホレボ制限は、送信機におけるヒルベルト空間の量子状態において情報が符号化され、受信機における量子測定によって復号される通信チャネルのチャネル容量を制限している。 ここでは、14.0dBショットノイズクリアランス(SNC)を達成するフォトニック電子量子制限コヒーレント受信機(QRX)を実証する。 本稿では,シャノン限界を越え,ホレボ限界への道をたどることができる光通信方式を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Holevo limit bounds the channel capacity of a communication channel in which information is encoded in quantum states in a Hilbert space at the transmitter and decoded using quantum measurements at the receiver. Saturating the Holevo limit requires quantum-limited transceivers that either generate quantum states of light or employ quantum-limited measurements. Here, we demonstrate an integrated photonic-electronic quantum-limited coherent receiver (QRX) achieving 14.0 dB shot noise clearance (SNC), 520 $μ$W knee power, 2.57 GHz 3-dB bandwidth, 3.50 GHz shot-noise-limited bandwidth, and 90.2 dB common-mode rejection ratio ($\mathrm{CMRR}$). We scale this design to a 32-channel QRX array with median 26.6 dB $\mathrm{SNC}$, and automatic $\mathrm{CMRR}$ correction yielding a median 76.8 dB $\mathrm{CMRR}$ at minimum. Using the integrated QRX and fiber-optic transmitter, we measure $0.15\pm0.01$ dB of squeezing below the shot noise limit, limited by off-chip losses. We propose a squeezed light communication scheme that can surpass the Shannon limit, with a path toward the Holevo limit.
• Abstract（参考訳）: ホレボ制限は、送信機におけるヒルベルト空間の量子状態において情報が符号化され、受信機における量子測定によって復号される通信チャネルのチャネル容量を制限している。 ホレボ限界を飽和させるには、光の量子状態を生成するか、量子制限測定を用いる量子制限トランシーバーが必要である。 ここでは、14.0dBのショットノイズクリアランス(SNC)、520$μ$Wの膝力、2.57GHzの3dB帯域、3.50GHzのショットノイズ帯域、90.2dBのコモンモード拒絶比(\mathrm{CMRR}$)を実現する統合フォトニック電子量子制限コヒーレント受信機(QRX)を実証する。 この設計を、中央値26.6dB $\mathrm{SNC}$と、中央値76.8dB $\mathrm{CMRR}$を最小値で補正する自動$\mathrm{CMRR}$の32チャネルQRX配列に拡張する。 統合QRXと光ファイバー送信機を用いて、ショットノイズ限界以下で0.15\pm0.01$dBのスクイーズを計測し、オフチップ損失によって制限した。 本稿では,シャノン限界を越え,ホレボ限界への道筋をたどることができる光通信方式を提案する。

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