信道叠加缓解量子照明中的光子损耗误差

在量子照明方案中,探测光子与辅助光子处于纠缠态,最终进行联合测量。这种纠缠关系能提升探测模式中单位平均光子数的检测性能,尤其在低反射率与高噪声场景下优势显著。然而,光子损耗严重制约了此类协议的实际效益。为解决该问题,该研究团队采用了通道叠加框架,包含两种协议:非定域因果序(ICO)和基于分离环境的路径叠加(PS-DE)。基于量子切尔诺夫界的理论分析与数值模拟表明,两种协议原则上均可获得性能优势——只要存在非零干涉效应,优势便可维持;一旦干涉被完全抑制,系统将退化为标准量子照明的性能水平。值得注意的是,相比标准量子照明和PS-DE方案,ICO协议展现出更强的鲁棒性,其误判概率始终维持更严格的上界。这种性能层级源于二者的本质结构差异:ICO通过共享环境产生更强的量子干涉效应,而PS-DE虽依赖分离环境更易实验实现,但其量子增强效果较弱。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-11-07 10:07

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