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量子与经典噪声雷达源的性能比较

量子物理 2020-12-09 v1

摘要

我们将基于双模压缩态的量子雷达与基于关联热噪声的经典雷达系统进行了性能比较。在探测环境所发射光子数 NSN_S 相同的约束下,我们发现量子装置在交叉模关联上相对于其经典对应物具有 2\sqrt{2} 的优势。我们考虑了在协议的不同阶段对信号与闲置光进行放大,表明即使使用量子极限放大器,当施加足够大的增益时也无法获得量子优势。我们还刻画了在给定第一类错误概率约束下的最小第二类错误概率衰减,并发现量子装置中第二类错误概率的最优衰减速率在 NS1N_S\ll1 regime 下比最优经典装置大 ln(1+1/NS)\ln(1+1/N_S)。此外,我们考虑了当闲置光与接收信号被分别测量时的接收者操作特征(ROC)曲线,表明此种情况下不存在量子优势。我们的工作刻画了量子雷达系统中量子关联与噪声之间的权衡。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.12711,
  title  = {A comparison between quantum and classical noise radar sources},
  author = {Robert Jonsson and Roberto Di Candia and Martin Ankel and Anders Ström and Göran Johansson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.12711},
  year   = {2020}
}