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湍流自由空间量子照明的量子优势预测

量子物理 2026-07-01 v1

摘要

量子照明在高背景噪声环境下的目标探测方面具有显著的理论优势。然而,其在自由空间信道中的实际部署受到大气湍流的阻碍。大气湍流的随机波动不可避免地会降低量子特征,使得在这种动态条件下实时评估量子优势成为一个关键但尚未解决的挑战。为了规避对昂贵的直接湍流测量的依赖,我们提出了一个物理驱动的框架,该框架集成 Kolmogorov-Arnold 网络,直接将宏观气象观测与微观量子信道动力学联系起来。我们的方法在来自 12 个气候多样地点的 105,120 个样本上进行了训练,并在来自三个极端边界条件(干旱大陆性、热带海洋性、高原)的 26,280 个未见样本上进行了验证,建立了从标准气象变量到量子优势时间演化的物理一致映射。这个端到端系统动态量化了不同湍流条件下量子优势的退化。我们的结果为环境适应提供了严格的理论和数据驱动途径,促进了量子雷达网络从原理验证演示向全天候运行系统的过渡。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.00308,
  title  = {Quantum advantage prediction in turbulent free-space quantum illumination},
  author = {Yu Tang and Beining Xia and Qianqian Liu and Cuihong Wen and Heng Fan and Jieci Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.00308},
  year   = {2026}
}

备注

35 pages, 9 figures