Observable bound for Gaussian illumination
我们提出了可观察的高斯照明的界限，以最大限度地提高信噪比，最大限度地减少使用高斯状态的低反射率目标的存在和不存在之间的歧视误差。可观察到的边界实现模式的模式测量。在使用双模压缩真空态的量子机制中，我们的可观测接收器优于其他可行的接收器，但它不能接近量子相干态。由于额外的真空噪声，相应的可观测量不能用外差检测来实现。在经典制度中使用的热态，实现与光子数差测量的接收器接近其边界的信号的平均光子数无关，而它渐近地接近一个巨大的空闲平均光子数的限制的经典界。
2022-04-21 quant-ph
Not even 6 dB: Gaussian quantum illumination in thermal background
本文证明在目标无关热背景下，高斯量子照明相对相干态的6 dB Chernoff指数优势不可达到，且弱单模压缩发射机可能劣于无照明检测。
2024-01-19 quant-ph
Quantum illumination with non-Gaussian states: Bounds on the minimum error probability using quantum Fisher information
量子照明利用纠缠态来探测热浴中的弱反射目标。从渐近极限下的最小错误概率来评价纠缠态的性能，并与最优相干态方案进行比较。我们推导出一个上界以及一个渐近最小误差概率的下界，作为量子费舍尔信息的函数。上界可以使用重复的局部策略来实现。这使得我们能够比较定光子数纠缠态与相干态在局域策略下的最佳性能。在总能量一定的条件下，我们发现相干态的性能优于相同信号能量的定光子数纠缠态。
2021-10-13 quant-ph
Secure Communication using Gaussian-State Quantum Illumination
提出了一种新的基于量子照明的保密通信模式。爱丽丝使用自发的参数下转换发送鲍勃一组信号模式在纯损耗信道，同时保留闲置模式，他们最大限度地纠缠。鲍勃通过二进制相移键控将一个信息比特强加给他从爱丽丝那里接收到的模式。然后，他添加经典高斯噪声，并通过相同的纯损耗信道将噪声调制模式发送回Alice。即使损失和噪声破坏了爱丽丝从鲍勃接收的模式和她保留的空闲模式之间的任何纠缠，她可以解码鲍勃的比特，其错误概率可以比被动窃听者所实现的低几个数量级，被动窃听者接收从爱丽丝到鲍勃和从鲍勃到爱丽丝的途中丢失的所有光子。
2009-04-28 quant-ph
Quantum Illumination with Non-Gaussian Three Photons States
提出使用信号为双光子态、闲置态为单光子态的非高斯三光子态进行量子照明，证明其在高噪声背景下的灵敏度优于标准高斯量子照明，并降低了错误概率。
2023-11-27 physics.app-ph quant-ph
Optimal multicopy asymmetric Gaussian cloning of coherent states
研究了相干态的非对称高斯克隆，即从N个输入复制态中产生M个复制态，使得所有复制态的保真度不同。我们表明，最佳的非对称高斯克隆可以进行与一个单一的相位不敏感的放大器和分束器阵列。我们得到了一个简单的解析表达式表征的最佳非对称高斯克隆机。
2006-10-24 quant-ph
Gaussian-state quantum-illumination receivers for target detection
使用自发参数下转换产生的纠缠双光束的信号一半询问被怀疑包含目标的空间区域，并且具有高损耗和高（纠缠破坏）背景噪声。对返回光和保留在发射器处的闲频光束执行联合测量。一个最佳的量子接收器，其实现方式尚不清楚，被证明可以实现6 dB增益的错误概率指数相对于实现与一个单一的相干态（经典）激光发射器和最佳接收器。我们提出了两个结构化的光接收器，实现高达3 dB的增益的误差指数超过与经典的传感器。据我们所知，这些是用于目标检测的量子光学传感器的第一个设计，它可以很容易地在概念验证实验中实现，在低信号亮度，高损耗和高噪声操作制度中明显优于最好的经典传感器。
2009-11-04 quant-ph
Quantum Illumination with a generic Gaussian source
为了降低量子照明对纠缠的要求，我们研究了发送端的高斯态族，以及接收端的最优联合量子测量的性能.我们发现，最大的纠缠是不是严格必要的，以实现量子优势的相干态发射机的经典基准，在对称和非对称假设检验的设置。在进行这种量子经典比较的同时，我们还研究了一个合适的参数机制，用于潜在的短程雷达（或扫描仪）应用。
2020-07-01 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Gaussian Quantum Illumination via Monotone Metrics
本文研究低反射率目标下的高斯量子照明，通过单调度量推导任意高斯输入态衰减常数的解析公式，证明TMSV态在纯高斯态中最优，并给出闲频光存储器的解析界限及超越相干态的相关性区域。
2023-02-15 quant-ph
Bound for Gaussian-state Quantum illumination using direct photon measurement
本文针对高斯态量子照明，推导开-关与PNR直接光子测量下的信噪比和Fisher信息解析界，比较TMSV、相干态与CCT态性能。
2023-11-02 quant-ph
Quantum Illumination with Gaussian States
光发射器照射包含明亮的热噪声浴的目标区域，其中可能嵌入低反射率物体。从该区域接收的光用于确定物体是否存在。将使用相干态发射器实现的性能与量子照明发射器的性能进行比较，即，一种是采用从自发参量下变频（SPDC）获得的信号波束。通过对从目标区域接收的光与保留的SPDC闲频光束一起进行最佳联合测量，量子照明系统实现了比最佳接收相干态系统在误差概率指数方面的6dB优势。尽管在从目标区域收集的光和保留的闲频光束之间没有纠缠，但该优点仍然存在。
2008-10-02 physics.optics quant-ph
Noiseless linear amplification in quantum target detection using Gaussian states
量子目标检测的目的是利用量子技术来实现目标检测的性能，而这是通过纯粹的经典手段无法实现的。量子照明就是一个例子，基于信号-空闲纠缠，有希望在误差指数上比其最佳经典对应物有潜在的6 dB优势。到目前为止，实现这种最佳接收的接收器设计仍然难以捉摸，许多基于高斯过程的建议似乎无法利用高斯状态源中包含的量子信息。本文考虑在基于量子照明的量子目标检测协议的检测阶段使用无噪声线性放大器。这种非高斯放大器提供了一种在不增加噪声的情况下概率性地放大输入信号的手段。考虑对称性假设检验，导出了双模压缩真空态和相干态经典基准的量子相干态的量子相干态的探测误差界，并分析了探测误差概率的极限。我们的研究结果表明，在这样的方案中，潜在的量子优势被放大，即使在量子照明单独提供没有优势的制度，从而扩展其潜在的用途。对于相干态，情况就不同了，相干态的性能一般受没有放大的情况的限制。
2022-06-14 quant-ph
Noisy receivers for quantum illumination
量子照明（QI）在目标检测中具有前所未有的性能，但围绕其实现存在各种问题。在目标范围是一个问题，信号和闲置重组形成了一个关键的障碍，该协议的成功。如果在空闲模式上执行测量仍然可以产生量子优势，则可以潜在地减轻这种情况。在本文中，我们调查的QI协议一般相关的高斯源和研究的相位共轭（PC）接收机，推导出相关的SNR的信号和空闲的能量，和它们的互相关，这可能是很容易适应，将由于高斯测量增加的噪声。我们确认，外差测量上的空闲模式导致的性能渐近接近零差检测的相干态。然而，如果信号模式受外差影响，但空闲模式保持干净，则性能渐近地接近PC接收机的性能，而没有任何增加的噪声。
2020-06-08 quant-ph
Imperfect photon detection in quantum illumination
研究量子照明中微波域单光子计数方案在现实探测参数下的性能，发现考虑双混频器输出及相关光子计数（CPC）时，两输出对光子数分辨的要求高度不对称。
2023-08-04 quant-ph
Security of two-way quantum cryptography against asymmetric Gaussian attacks
最近，我们在连续变量量子密码学中展示了双向量子通信的优势。由于这种新的方法，两个诚实的用户可以实现一个重要的安全增强，只要窃听者的高斯交互是独立的和相同的。在这项工作中，我们考虑不对称的策略，高斯相互作用可以是不同的和经典相关的。对于这种攻击，我们证明了安全性的增强仍然成立时，双向协议用于直接和解。
2008-09-18 quant-ph
Asymmetric Gaussian steering: when Alice and Bob disagree
非对称转向是一种效应，根据Alice或Bob中的哪一个进行了所需的测量，可以发现一个不可分割的二分系统可以由量子力学或局部隐变量理论来描述。我们表明，即使是一个不可分割的二分系统，可能会出现的情况下，高斯测量的一半是不足以回答的基本问题，理论给出了充分的描述和整个系统必须考虑。这种现象是可能的，因为在原来的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论的定义中的不对称性，在这篇文章中，我们从理论上表明，它可以证明，至少在爱丽丝和鲍勃只能进行高斯测量的情况下，使用腔内非线性耦合器。
2010-02-10 quant-ph
Asymmetric Gaussian harmonic steering in second harmonic generation
腔内二次谐波产生是最简单的量子光学过程之一，并且在大多数光学实验室的专业知识范围内。这是很好的理解和特点，无论是理论上和实验。我们表明，它可以是一个源的连续变量的非对称高斯谐波转向具有相干激发的领域，因此结合谐波纠缠和非对称转向在一个容易控制的设备，可调的简单的调谐腔损耗率在基波和谐波频率的重要影响。我们发现，量子转向是否可通过标准测量的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森相关性可以取决于哪些正交测量是从输出光谱测量的基波和谐波推断。改变腔体损耗率的比率可用于调谐对称转向可用的区域，结果在所有频率上变得不对称，因为在基频处的腔体阻尼变得显著大于在谐波处的腔体阻尼。这种不对称性及其对频率的函数依赖性是实验量子信息科学的潜在新工具，可能用于量子密钥分发。虽然我们在这里显示的效果为高斯测量的正交，并不能排除返回的转向对称的某些类的非高斯测量，我们注意到在这里，该系统服从高斯统计的操作制度的调查和高斯推断至少是准确的任何其他方法计算必要的相关性。也许最重要的是，这个系统比我们所知道的任何其他方法都要简单，这些方法已经被用来或提议用来创建不对称转向。
2013-11-10 quant-ph
Gaussian hypothesis testing and quantum illumination
量子假设检验是量子信息理论中最基本的任务之一，与量子通信和量子估计理论有着根本的联系。在本文中，我们建立了一个公式，在两个高斯态的量子假设检验的最小的第二类错误概率的衰减率给出了固定的约束的第一类错误概率。这个公式是所讨论的量子高斯态的平均向量和协方差矩阵的直接函数。我们给出了量子照明的应用，这是确定是否有一个低反射率的对象嵌入在一个明亮的热噪声浴的目标区域的任务。对于非对称误差设置，我们发现量子照明发射器可以实现比相同平均光子数的相干态发射器更强的误差概率指数，而且，它需要更少的试验来实现。这发生在背景热噪声低或亮时，这意味着量子优势甚至比在偏振误差设置中更容易见证，因为它发生在更大的参数范围内。从这里向前发展，我们希望我们的公式在远远超出本文所考虑的设置中有应用，特别是涉及量子高斯信道的量子通信任务。
2017-09-19 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum illumination receiver using double homodyne detection
量子接收器是量子照明（QI）的基本元件，其性能优于其经典对应物，称为经典照明（CI）。然而，只有很少的可实现的量子接收器的建议，它利用非线性效应，导致增加接收器设置的复杂性。为了弥补这一点，在这篇文章中，我们设计了一个量子接收器与线性光学元件的高斯QI。而不是利用非线性效应，我们的接收器包括一个50：50分束器和零差检测。使用50：50分束器后的双零差检测，我们分析了QI在不同目标反射率、源功率和噪声水平下的性能。我们表明，我们的接收机具有更好的信噪比和更强大的抗噪声比现有的简单结构的接收机。
2021-02-05 quant-ph
Performance analysis for high-dimensional Bell-state quantum illumination
本文分析Pannu等人提出的高维贝尔态量子照明的有限维性能，发现纠缠维度存在阈值，低于无量子优势，高于渐近逼近Nair-Gu界，且达到有用错误概率所需维度高于高斯态方案。
2024-09-19 quant-ph
Gaussian wavepacket dynamics and quantum tunneling in asymmetric double-well systems
通过求解薛定谔方程，采用两种谱方法研究了非对称双阱系统中初始压缩高斯波包的动力学性质和量子隧穿.计算了波函数、位置和动量的平均值、自关联函数、不确定度积和隧穿几率的时间依赖性。计算结果表明：（i）不对称势阱$ΔU$大大降低了隧穿几率，（ii）从不对称势阱的上极小值开始的运动实现了与$|ΔU| \simeq κ\:\hbar ω$的共振隧穿，而从下极小值开始的运动则没有实现与$|ΔU| \simeq κ\:\hbar ω$的共振隧穿，（$κ=0,1,2,...$ ; $ω$：振荡器频率在最小值），（iii）对于具有较窄宽度的高斯波包，以及（iv）共振隧穿态中的不确定性积$<δx^2> <δp^2>$大于非共振隧穿态中的不确定性积。第（ii）项与早期的研究[Mugnai { \it et al.}，Phys.Rev.A { \bf 38}（1987）2182]，该文献显示了从上下最小值开始的运动的对称结果。
2013-08-13 quant-ph
Localizing genuine multimode entanglement: Asymmetric gains via non-Gaussianity
基于测量的量子关联模拟了多体量子关联的几个特征，同时，它将母系统简化为一个更小的子系统。另一方面，真正的多体纠缠测量可以捕捉到多点复合系统的某些特征，这些特征是通过二体量子相关量词无法获得的。我们合并这两个概念，引入本地化的真正的多模纠缠连续变量系统，高斯和非高斯多模母态。当在某些模式下进行高斯测量时，我们给出了多模高斯态的可定域化广义几何测度的一种紧致形式。我们发现，非高斯测量可以集中更多的真正的多模纠缠相比，高斯的。对于非高斯测量的非高斯态，我们发现，虽然四模压缩真空态对于第一、三模以及第二、四模的交换具有置换对称性，但在加法情况下，通过对其中一个模进行测量，可以破坏这种对称性，而在减法情况下，这种对称性保持不变，从而提供了一种通过局域化区分多模加光子和减光子状态的方法。
2021-03-18 quant-ph
The minimum error probability of quantum illumination
量子照明是一种通过量子探针在噪声环境中检测目标存在的技术。我们证明了双模压缩真空态是非对称鉴别情形下量子照明的最佳探针，目标是在给定假阴性概率的情况下，使假阳性概率的衰减率最小.双模压缩真空态的量子照明提供了一个6 dB的优势，在错误的概率指数相比，相干态的照明。更先进的量子照明策略是否可以提供进一步的改进，一直是一个长期悬而未决的问题。我们的基本结果证明，考虑更多的奇异量子态，如多模纠缠态，将一无所获。我们的证明是基于一个新的基本熵不等式的噪声量子高斯衰减器。我们还证明了，没有访问的量子存储器，量子照明的最佳探针是相干态。
2018-07-02 math-ph math.MP quant-ph
Relation between quantum illumination and quantum parameter estimation
本研究揭示量子照明的信噪比与量子参数估计的量子Fisher信息在目标探测中的内在关联，提供最优测量的操作准则，并将其应用于采用相干态与双模压缩真空态衍生非高斯态的目标探测协议。
2025-06-17 quant-ph
Target Detection via Quantum Illumination: Range Equation
介绍了基于高斯态量子照明的目标检测的基本原理。这种系统的性能与它的经典对应物进行了比较，后者采用了最经典的光态，即，相干态，以照射目标区域。通过推导最大距离方程，我们已经证明了基于量子照明的目标检测系统在低传输功率下特别有利，这使得这些系统适合于短距离应用，如生物医学成像或隐蔽检测方案。
2021-08-23 physics.app-ph quant-ph
Asymmetric Two-Way Gaussian Quantum Steering in Coupled Lossy Waveguides
Quaid-i-Azam University（奎德·阿扎姆大学）；Fatima Jinnah Women University（法蒂玛·真纳女子大学）；Ibnou Zohr University（伊本·佐赫尔大学）；COMSATS University Islamabad（科摩斯图斯伊斯兰堡大学）
本研究利用协方差矩阵方法，在耦合有损波导中研究高斯量子导引动力学，发现增加非经典性和压缩可增强导引，而损耗和纯度降低抑制导引，且非对称输入可实现方向可控的导引，为集成光子非对称量子信息协议提供平台。
2026-09-22 quant-ph
Performance of coherent-state quantum target detection in the context of asymmetric hypothesis testing
由于实现联合测量的困难，基于信号-空闲纠缠的量子照明方案在实际中很难实现。出于这个原因，人们可以考虑量子激光雷达/雷达的量子灵感设计，其中输入源是半经典（相干态），同时保留检测的量子方面。这些设计的性能可以在非对称假设检验的背景下通过求助于量子斯坦引理来研究。然而，在这里我们讨论的是，对于典型的有限尺寸区域，与这种方法相关的二阶和三阶展开不足以证明量子优势。
2021-09-02 physics.optics quant-ph
Asymmetric quantum hypothesis testing with Gaussian states
我们考虑量子假设检验的非对称公式，其中两个量子假设具有不同的相关成本。在这个问题中，目标是最小化假阴性的概率，最佳性能由量子Hoeffding界提供。在简要回顾了这些概念之后，我们展示了如何在纯态下简化这个束缚。然后，我们提供了一个通用的配方，其计算的情况下，多模高斯状态，也显示其与其他制造商计算下限的连接。特别是，我们提供了重要的一类和双模高斯态的解析公式和数值结果。
2015-09-03 physics.data-an quant-ph
Enhanced quantum illumination of a lossy target: A sequential interaction model
Indian Institute of Technology Ropar（印度理工学院罗帕尔分校）
研究在现实环境中量子照明对损失性目标的有效性，比较高斯双模压缩态与最优经典协议的性能，发现TMSS在低反射率目标下具有更高的SNR和更强的抗热噪声能力。
2026-07-23 quant-ph
Boosting entanglement generation in down-conversion with incoherent illumination
由自发参量下转换产生的纠缠光子对于我们目前对量子力学的理解和量子信息的进展具有极其重要的意义。在这个过程中，下转换光子的量子相关性由照射非线性晶体的泵浦光束的光学性质决定。广泛地说，泵浦光束已经被建模为相干光束或由众所周知的高斯-谢尔模型，这导致了自然的结论，即高度的光学相干性是产生高度纠缠态所必需的。在这里，我们表明，当一类新的部分相干高斯泵浦光束被认为是，一个独特的类型的量子态可以产生的纠缠量与泵浦光束的相干度成反比增加。这导致了高度非相干但高度纠缠的多光子态，这对光子量子信息科学应该有有趣的结果。
2020-06-25 physics.optics quant-ph
Gaussian quantum estimation of the lossy parameter in a thermal environment
有耗玻色子通道在许多量子信息任务中起着重要的作用，因为它们在实验中很好地近似了热耗散。在这里，我们分别使用单模和双模高斯态作为探针，描述了它们在无空闲和纠缠辅助情况下的量子功率。在估计损耗参数的问题中，我们研究了能量约束的量子费舍尔信息（QFI）的一般温度和损耗参数制度，显示定性行为的最佳探针。我们半解析地表明，双模压缩真空状态优化QFI的任何值的损耗参数和温度。我们讨论了优化的{ \it总} QFI，其中探针的数量是允许通过保持总能量约束而变化。在这种情况下，我们阐明了“阴影效应”达到量子优势的作用。我们还考虑了环境的光子数归一化，广泛用于量子照明和量子读取协议的分析。通过这种归一化，我们证明了大带宽TMSV状态是任何参数值的最佳探针。这里，量子优势最多是$2$的因子，并且对于{ \it any}有损参数值在明亮环境情况下达到。最后，我们讨论了我们的结果的量子照明和量子读取应用的影响。
2022-02-28 quant-ph
Quantum Estimation Methods for Quantum Illumination
量子照明包括将量子光照射在浸没在明亮的热浴中的目标区域上，目的是检测可能存在的低反射物体。如果信号与接收器纠缠，则测量的适当选择相对于采用相干态的最佳经典协议提供增益。在这里，我们解决这个检测问题，通过使用量子估计技术来测量的反射率参数的对象，示出了增强的信噪比高达3 dB的经典的情况下，只实施本地测量。我们的方法采用了量子费舍尔信息，以提供一个上限的错误概率，提供了具体的估计饱和的界限，并扩展到非高斯状态的量子照明协议。作为一个例子，我们展示了Schr奥丁格的猫态可以用于量子照明。
2017-02-27 cond-mat.mes-hall quant-ph
The asymmetric Goos-Hänchen effect
我们表明，在何种条件下的光学高斯光束，通过均匀介质直角棱镜传播，提出了一个不对称的古斯-汉兴（GH）效应。这种不对称行为在以临界角入射时可见，并且发生在出射光束的传播方向上。不对称GH效应也可以看作是标准GH位移的放大。由于它只依赖于入射高斯光束的波长和最小束腰尺寸之间的比值，因此它也可以用来确定这些参数之一。多峰干扰是在存在这种不对称效应的情况下观察到的另一种现象。
2013-11-19 physics.optics quant-ph
Spectral distribution of sparse Gaussian Ensembles of Real Asymmetric Matrices
本文采用复杂度参数方法分析多参数稀疏实非对称矩阵高斯系综，推导了实与复特征值的系综平均谱密度，为多种稀疏实非对称系综提供了统一的谱统计数学框架并揭示了其普遍性。
2025-09-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Gray/dark soliton behavior and population under a symmetric and asymmetric potential trap
数值研究了高斯势垒高度和宽度对对称势阱和非对称势阱中灰孤子布居的影响。利用密度工程方法在双势阱中产生灰孤子。在双势阱中，通过关闭高斯势垒，两个相同的玻色-爱因斯坦凝聚体碎片被限制并碰撞。我们发现，灰孤子的布居数可以通过高斯势垒高度和宽度来控制。我们还研究了灰孤子布居数与耦合强度的关系。此外，我们还研究了双阱势中存在的不对称性的影响。我们观察到，这种不对称性总是摆动灰孤子的碰撞点。随后，我们利用相位印记方法产生了一个稳定的暗孤子，并观察到双阱势阱中的初始不对称性使暗孤子产生振荡。
2022-10-29 cond-mat.quant-gas nlin.PS quant-ph
