湍流介质中量子激光雷达的几何鲁棒性:基于Wasserstein距离的研究方法
利用压缩光态的量子增强激光雷达(LiDAR),相比经典方案具有显著的灵敏度优势。然而在实际存在高光学损耗和大气湍流的场景中,量子保真度或量子切尔诺夫界等标准评价指标会快速饱和,无法为系统优化提供有效梯度。该研究团队提出将二阶量子瓦瑟斯坦距离(W₂)作为损耗型量子传感的鲁棒几何度量——不同于基于重叠度的测量方法,W₂通过量化相空间中的传输成本,即使量子态与热噪声几乎无法区分时,仍能保持对通道透射率的线性响应。研究人员推导出量子优势的解析阈值,证明仅当透射率超过由环境信噪比决定的临界值时,压缩技术才能显现优势。通过衰落信道的蒙特卡洛模拟进一步表明,W₂可作为瞬时链路质量的高保真估计器,其宽动态范围特性可规避基于保真度指标的数值不稳定问题。该几何框架弥合了量子最优传输与实际接收器设计间的鸿沟,为散射介质中的自适应传感开辟了新路径。

