선형 광학 및 광검출은 거의 최적에 가까운 명확한 일관된 상태 식별을 달성합니다.

선형 광학 및 광검출은 거의 최적에 가까운 명확한 일관된 상태 식별을 달성합니다.

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쟈스민 더 S. 시두1, 마이클 S. 불록2, 사이 캇 구하2,3코스모 루포4,5

1SUPA 물리학과, Strathclyde 대학, 글래스고, G4 0NG, 영국
2애리조나 대학교 전기 및 컴퓨터 공학과, Tucson, Arizona 85721, USA
3애리조나대학교 광학과학대학, 투산, 애리조나 85721, 미국
4Dipartimento Interateneo di Fisica, Politecnico & Università di Bari, 70126 Bari, Italy
5INFN, Sezione di Bari, 70126 바리, 이탈리아

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추상

이상적인 레이저 광의 양자 설명인 양자 전자기장의 일관된 상태는 광통신을 위한 정보 매체로서 주요 후보입니다. 양자 제한 추정 및 판별에 관한 많은 문헌이 존재합니다. 그러나 일관된 상태의 명확한 상태 차별(USD)에 대한 수신기의 실질적인 실현에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 여기에서 우리는 이 격차를 메우고 수동 다중 모드 선형 광학, 위상 공간 변위, 보조 진공 모드 및 온-오프 광자 감지를 사용할 수 있는 수신기로 USD 이론을 설명합니다. 우리의 결과는 일부 체제에서 현재 사용 가능한 이러한 광학 구성 요소가 일반적으로 여러 다중 모드 일관성 상태에 대한 거의 최적의 명확한 식별을 달성하기에 충분하다는 것을 나타냅니다.

양자 강화 수신기는 새로운 양자 기술의 선두에 있습니다. 광 통신 응용 프로그램의 경우 여러 비직교 양자 상태에 대해 향상된 식별 기능을 제공합니다. 이는 양자 감지, 통신 및 컴퓨팅에서 정보 전달자로서의 중추적인 역할을 하는 약한 일관된 상태 알파벳에 특히 중요합니다. 잘 설계된 양자 수신기는 실용성과 고성능을 결합합니다. 여기서 후자는 적절한 작업 종속 성능 지수를 통해 정량화됩니다. 명확한 상태 식별(USD)의 프레임워크 내에서 양자 수신기는 오류 없이 알 수 없는 상태를 식별하도록 설계되었습니다. 성능은 결정적이지 않은 이벤트를 얻을 수 있는 최소 평균 확률 측면에서 벤치마킹됩니다.

반정의 프로그래밍 및 상태의 대칭이 허용되는 정확한 분석 솔루션을 포함하여 다양한 양자 상태 계열에 대한 USD의 글로벌 범위를 설정하는 데 전념하는 광범위한 문헌이 있습니다. 이러한 접근 방식은 전역적으로 최적의 USD 측정을 위한 형식적인 수학적 설명을 제공하지만 명시적이거나 실현 가능한 수신기 구성을 제공하기에는 부족합니다. 놀랍게도, 위상 변이 키잉 성좌를 넘어 일관성 있는 상태를 위한 실용적인 USD 수신기에 대해 알려진 바가 거의 없으며 전역 경계를 달성할 수 있는지 여부도 있습니다.

이 격차를 좁히기 위해 실제 측정 체계에서 작동하는 USD에 대한 새로운 이론을 수립합니다. 특히 당사의 수신기는 다중 모드 선형 수동 광학, 위상 공간 변위 작업, 보조 진공 모드 및 모드별 온-오프 광자 감지와 같은 제한된 리소스만 활용합니다. 우리는 일관된 상태 배열의 특정 속성에 각각 적합한 여러 클래스의 수신기를 개발합니다. 우리는 이론을 여러 일관된 상태 변조에 적용하고 성능을 USD에 대한 기존 글로벌 경계에 벤치마킹합니다. 우리는 일부 체제에서 이 실용적이지만 제한적인 물리적 작업 세트가 일반적으로 최적에 가까운 성능을 제공하기에 충분하다는 것을 보여줍니다. 이 작업은 수신기 설계를 이해하고 숙달하여 일관성 있는 상태의 거의 최적 USD를 가능하게 하는 이론적 프레임워크를 설정합니다.

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위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2023-06-01 02:15:37). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

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