存在损耗时的优化量子光学通信

我们考虑损耗对量子光学通信信道的影响。基于数态直接探测的信道，对于无损耗传输线本可达到终极量子信道容量，却易受损耗退化。基于压缩态零差探测的信道同样对损耗十分脆弱。相反，基于相干态外差探测的“经典”信道是损耗不变的。我们考量损耗效应，优化了压缩态与数态信道的先验概率。在低功率 regime 下，我们实现了互信息的可观改善，且压缩态与数态信道均超越相干态信道的容量。特别地，压缩态信道在总平均光子数 $N<8$ 时击败经典信道。然而，对于足够高功率，经典信道总是表现最佳。对于数态信道，我们表明当损耗 $\eta\lesssim .6$ 时，优化先验概率偏离通常的热类行为，并发展出零概率间隙，互信息得以可观改善（在衰减 $\eta=.15$ 的低功率下改善达70%）。