量子もつれによる計測技術を応用した非対称型無線量子通信方式

应用基于量子纠缠的测量技术的非对称无线量子通信系统

• 批准号: 21K04064
• 负责人: 臼田 毅
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Aichi Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04064/
• 关键词: 情報通信工学; 量子通信; 量子計測; 量子もつれ状態; 非対称型通信; 量子もつれ; 通信方式

本年度に行った研究を要約すると次のようになる．(1) PSK型の非対称型量子通信方式に対する減衰の効果の解析：昨年度提案したPSK型の非対称型量子通信方式について，課題としていた減衰の効果について考察した．通信の安全性に関しては減衰無しの場合と同様に確保されるため，減衰により信頼性がどのように変わるかを計算した．その結果，減衰無しでもっとも信頼性の高かった「最適状態」が減衰ありの場合には最適とならないことがわかった．次年度，減衰がある場合に最適となる状態を見いだすことを目指す．(2) 量子通信に関わる基礎的研究：本研究課題を支える量子通信の基礎的な研究として，(a)非対称量子信号の通信路容量計算，(b)混合状態に対する量子測定BWSRMの最適重み，(c)量子最適受信機の実験について，研究を進めた．(a)について，非対称信号の部分対称性を用いて密度作用素の固有値問題の簡単化を行い，その結果を通信路容量計算に応用することで従来よりも詳細な通信路容量特性を明らかにした．(b)は量子通信分野で重要な量子測定BWSRMについて，混合状態信号に対しては最適重みが一意で無いことなどを明らかにした．(c)は1997年に光学系で実施された実験を量子コンピュータにより実施した．(3) 量子計測に関わる基礎的研究：本研究の特徴は，量子もつれを利用した量子計測の知恵を量子通信に持ち込むことにあるため，本年度は量子計測に関し量子ゴーストイメージングの研究を進めた．まず，これまでの研究で用いてきた積状態を使った解析手法の妥当性を検証した．次に，不完全要因のひとつといえる散乱の影響について，簡易モデルを用いて考察し，得られる画像の例を示した．これにより，量子ゴーストイメージングが通常のイメージング技術よりも不完全要因に強く，明確な優位性を持つことが，視覚的にも容易に理解できるようになった．

This year, に will conduct った research を offers すると times ようになる ようになる. (1) type PSK の non said seaborne quantum communication に す seaborne る damping の unseen fruit の analytic: yesterday the annual proposal し た PSK type の non said seaborne quantum communication に つ い て, subject と し て い た damping の unseen fruit に つ い て investigation し た. Communication の security に masato し て は damping no し と の occasions with others に ensure さ れ る た め, damping に よ り letter 頼 sex が ど の よ う に - わ る か を computing し た. そ の results, damping し で も っ と も letter 頼 の high か っ た "optimal" が damping あ り の occasions に は optimum と な ら な い こ と が わ か っ た. In the following year, the most suitable となる state for the がある situation に of attenuation を can be seen in the す だす とを とを とを of the とを finger す. (2) quantum communication に masato わ る basic research: this research topic with を え る な research of quantum communication の と し て, (a) the polices according to quantum signal の communication road capacity calculation, (b) hybrid state に す seaborne る quantum measurement BWSRM の optimal weight み, (c) the optimal trusted quantum machine の be 験 に つ い て, research を into め た. (a) に つ い て, non said some signal の said seaborne seaborne を with い て density function element numerical problems inherent の の 単 を line い, Jane そ の road capacity calculation results を communication に 応 with す る こ と で 従 to よ り も detailed な communications road capacity characteristic を Ming ら か に し た. (b) は quantum communication eset で important な determination BWSRM に つ い て, state of mixed signal に し seaborne て は optimal weight み が a meaning no い で こ と な ど を Ming ら か に し た. (c) た 1997 に Department of Optics で implementation された experimental を quantum コ ピュ ピュ タによ タによ タによ た implementation た た. (3) quantum measuring に masato わ る basic research: this research の, 徴 は, quantum も つ れ を using し た quantum measuring の know travelling を quantum communication に hold ち 込 む こ と に あ る た め, this year's は quantum measuring に masato し quantum ゴ ー ス ト イ メ ー ジ ン グ を の research into め た. ま ず, こ れ ま で で の research with い て き た status asthmaticus を make っ た parsing technique の justice を 検 card し た. に, incomplete in の ひ と つ と い え る scattered の influence に つ い て, simple モ デ ル を with い て し, too ら れ る portrait の example を shown し た. こ れ に よ り, quantum ゴ ー ス ト イ メ ー ジ ン グ が usually の イ メ ー ジ ン グ technology よ り も incomplete in に く, clear な primacy を hold つ こ と が, regard 覚 に も に easily understand で き る よ う に な っ た.

项目成果

Geometric Representation of the Belavkin Weighted Square-root Measurement for Pure-state Signals

纯态信号Belavkin加权平方根测量的几何表示

• DOI: 10.14923/transcomj.2021gwp0030
• 发表时间: 2022
• 期刊: 電子情報通信学会論文誌B 通信
• 作者: 五十川 翔梧;中川 綾太;王 天澄;高比良 宗一;臼田 毅
• 通讯作者: 臼田 毅

擬似ベル状態を用いた非対称型量子通信の多値化の検討

准贝尔态多级不对称量子通信研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 鮫島卓;王天澄;宇佐見庄五;臼田毅
• 通讯作者: 臼田毅

Kraus作用素による量子消失誤りの表現

Kraus算子表示量子消失误差

• 发表时间: 2021
• 作者: 足立侑真;宇佐見庄五;臼田毅
• 通讯作者: 臼田毅

減衰環境下における位相変調を用いた非対称型量子通信の送信量子状態の考察

衰减环境中使用相位调制的非对称量子通信传输量子态的考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: 鮫島卓;王天澄;宇佐見庄五;臼田毅
• 通讯作者: 臼田毅

PSK-type asymmetric quantum communication and its attenuation characteristics

PSK型非对称量子通信及其衰减特性

• 发表时间: 2022
• 作者: S. Sameshima;T. Wang;S. Usami;T. S. Usuda
• 通讯作者: T. S. Usuda