論文の概要: Gaussian Quantum Integrated Sensing and Communication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.04047v1
• Date: Mon, 02 Nov 2026 22:42:37 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-11-04 17:55:59.722582
• Title: Gaussian Quantum Integrated Sensing and Communication
• Title（参考訳）: ガウス量子統合センシングと通信
• Abstract要約: 光リンク上での量子統合センシングと通信の問題を考える。 送信機は受信機と同時に通信し、後方散乱信号を生成する欠陥の範囲を特定する。 我々は、送信者が共有ガウス絡みを活用できるプロトコルを開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 16.72004749294297
• License:
• Abstract: We consider a quantum integrated sensing and communication problem over an optical link in which a low-power transmitter simultaneously communicates with a receiver and identifies the range of a defect producing a backscattered signal. We model the system as a lossy thermal-noise bosonic channel, in which the target, modeled as a beamsplitter, affects the timing of the backscattered signal through its location. Motivated by the envisioned deployment of entanglement-enabled quantum networks, we develop two protocols that allow the transmitter to leverage shared Gaussian entanglement, in the form of independent two-mode squeezed vacuum states or coupled three-mode squeezed vacuum states, to assist both sensing and communication. Since entanglement is known to enhance sensing, as demonstrated in quantum illumination, and to increase communication rates through entanglement-assisted communication, the transmitter faces a trade-off in allocating its entanglement resources between the two tasks. Our main results characterize these trade-offs under the proposed protocols in terms of achievable communication rate/sensing error-exponent regions, which outperform time-sharing schemes and demonstrate a quantum advantage.
• Abstract（参考訳）: 我々は、低消費電力送信機が受信機と同時に通信し、後方散乱信号を生成する欠陥の範囲を特定する光学リンク上の量子統合センシングと通信の問題を考える。 我々は,ビームスプリッタとしてモデル化されたターゲットが,後方散乱信号のタイミングに影響を及ぼすような,損失のある熱雑音ボソニックチャネルをモデル化する。 エンタングルメント対応量子ネットワークの展開を前提として,独立した2モード圧縮真空状態または3モード圧縮真空状態の形で送信機が共有ガウス絡みの活用を可能にする2つのプロトコルを開発し,センシングと通信の両立を支援する。 エンタングルメントは、量子照明で示されるように感覚を高めることが知られており、エンタングルメント支援通信による通信速度を高めるため、送信機は2つのタスク間のエンタングルメントリソースの割り当てにおいてトレードオフに直面している。 本研究の主な成果は,提案プロトコルにおけるこれらのトレードオフを,タイムシェアリング方式よりも優れ,量子的優位性を示す,達成可能な通信速度/センサエラー発生領域で特徴づけることである。

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