弱信号态相干通信中的退相干
量子物理
2014-06-27 v2
摘要
我们分析了当时间仓携带制备于几种正交模式之一的相干光脉冲且每次信道使用后相位发生扩散时，光通信方案可达信息的最终量子极限。该方案是量子存储信道的一个例子，可视为带有连续 PPM 符号间相位波动的噪声脉冲位置调制 (PPM) 键控。我们推导了 Fock 基下输出态的一般表达式，并实施了一种数值程序来计算 Holevo 量。利用 Toeplitz 矩阵的渐近性质，我们还提出了一个适用于极弱信号和足够强退相干的 Holevo 量解析表达式，此时主要贡献来自信号态希尔伯特空间中的单光子部分。基于数值结果，我们猜想了一个关于多光子部分对 Holevo 量贡献的不等式，这意味着在弱信号的渐近极限下，对于任意小的退相干，可达信息随脉冲中包含的平均光子数线性缩放。这种行为与完全相干情况形成了定性上的偏离。
引用
@article{arxiv.1307.6871,
title = {Dephasing in coherent communication with weak signal states},
author = {Marcin Jarzyna and Konrad Banaszek and Rafal Demkowicz-Dobrzanski},
journal= {arXiv preprint arXiv:1307.6871},
year = {2014}
}
备注
20 pages, final version