实现纠缠辅助通信容量的收发器设计

预共享纠缠可在高热噪声和低亮度发射机状态下显著提升通信速率。在此状态下，对于具有加性热噪声的损耗玻色信道，纠缠辅助容量与Holevo容量（量子力学允许的无任何预共享纠缠的最大可靠通信速率）之比随 $\log(1/{\bar N}_{\rm S})$ 缩放，其中每模式平均发射光子数 ${\bar N}_{\rm S} \ll 1$。因此，预共享纠缠（例如由量子互联网或卫星辅助量子链路分发）有望显著改善低功率射频通信。在本文中，我们提出一对结构化量子收发器设计，其利用连续变量预共享纠缠（例如由下转换源产生）、二进制相位调制和码字块上的非高斯联合检测，来实现此容量增强的缩放律。此外，我们描述了对上述接收机的一种改进，使用前端将和频产生夹在动态可编程在线双模压缩器之间，以及使用接收机后端通过采用非破坏性多模真空与否测量来充分利用接收机前端的输出，以实现纠缠辅助经典通信容量。