論文の概要: Limits of independent and identical measurements for quantum illumination with an unknown return phase
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.13997v1
- Date: Fri, 14 Aug 2026 06:30:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-17 20:14:29.295417
- Title: Limits of independent and identical measurements for quantum illumination with an unknown return phase
- Title（参考訳）: 未知の帰還相をもつ量子照明の独立及び同一測定限界
- Abstract要約: 絡み合いは、目標検出の誤差確率指数を、同じ伝達エネルギーのコヒーレントな状態の約4倍(6dB)で改善する。
実際には、位相はターゲットへの範囲と表面の状態によって設定されており、事前に知ることは困難である。
ヘテロダイン検出による非絡み合ったコヒーレント光は、位相のすべての値に対して、既にこの境界を飽和させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum illumination exploits entanglement between a transmitted signal and a retained idler to improve the error-probability exponent of target detection by roughly a factor of four (6 dB) over that with a coherent state of the same transmitted energy. This advantage presumes a known return phase. In practice, the phase is set by the range to the target and the condition of its surface, and is difficult to know in advance. Whether the advantage survives when this phase is unknown is not obvious. Here, we cast target detection as a composite hypothesis test in which the return phase is an unknown constant common to all trials, and we restrict the receiver to independent and identical measurements on each copy. We bound the worst-case error exponent at low reflectivity for every such measurement and every input state of a single signal mode and an idler of any dimension. We then show that unentangled coherent light with heterodyne detection already saturates this bound, for every value of the phase. Entanglement therefore confers no advantage in this setting. The class of independent and identical measurements contains many implementable quantum-illumination receivers, including the optical parametric amplifier and phase-conjugate receivers. Our result shows that none of them can offer a quantum advantage in the worst case over the phase, to leading order in the reflectivity.
- Abstract（参考訳）: 量子照明は、送信された信号と保持されたアイドルの間の絡み合いを利用して、同じ送信されたエネルギーのコヒーレントな状態の4倍(6dB)の係数で目標検出の誤差確率指数を改善する。
この利点は既知の戻り相を仮定する。
実際には、位相はターゲットへの範囲と表面の状態によって設定されており、事前に知ることは困難である。
この段階が不明な場合にその利点が残るかどうかは明らかではない。
そこで本研究では,戻り位相がすべての試行に共通する未知定数である複合仮説テストとしてターゲット検出を行い,各コピーについて独立かつ同一の計測値に制限する。
我々は、そのような測定と1つの信号モードの入力状態と任意の次元のアイドルについて、最低ケース誤差指数を低反射率で有界化する。
そして、不整合コヒーレン光とヘテロダイン検出が相のすべての値に対して既にこの境界が飽和していることを示す。
したがって、この設定では絡み合いは利点を示さない。
独立測定と同一測定のクラスには、光学パラメトリック増幅器や位相共役受信機を含む多くの実装可能な量子照明受信機が含まれている。
以上の結果から、これらはいずれも位相上の最悪の場合において、反射率の先頭に量子的優位性を与えるものではないことが分かる。
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