量子MIMO信道中自适应分集方案的设计与优化

随着量子网络向全量子互联网演进,量子多输入多输出(QuMIMO)场景下的可靠传输变得至关重要,但由于噪声、串扰以及量子信息在子信道间的混杂,该技术仍面临挑战。为提高传输可靠性,该研究团队针对离散变量QuMIMO系统提出了一种自适应分集策略——基于发送端通用非对称克隆与接收端概率纯化的联合方案。该方案将输入量子比特编码为M个近似克隆体,通过N×N多模量子信道传输后,利用优化的纯化映射结合可用信道状态信息(CSI)实现量子态恢复。 针对给定的克隆非对称参数,研究人员通过广义瑞利商形式推导出基于特征值的解码器最优端到端保真度表达式,实现了无需迭代优化的高效克隆器参数调节。在方案设计中,该团队采用半定规划(SDP)方法,专门针对目标成功概率p构建纯化映射。通过该数值框架,研究者系统分析了固定噪声、维度缩放噪声及随机退极化三种信道条件下的性能表现,并创新性提出克隆非对称指数以量化不同工况下量子信息在多子信道中的分布特征。 实验结果表明,所提方案在串扰主导场景中能显著提升保真度,并可自适应调整以匹配信道对称性与动态变化条件。该工作为未来QuMIMO系统提供了设计准则,同时为更先进的传输解码策略建立了稳健基准。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-11-19 15:58

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