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真实世界双场量子密钥分配的相干相转移
量子力学允许通过光学方法分发本质上安全的加密密钥。双场量子密钥分发是最有希望在长距离光纤上实现的技术，但需要稳定双方通信信道的光长。在基于卷轴光纤的原理验证实验中，这是通过将量子通信与周期性调整帧交织来实现的。在这种方法中，密钥流的较长占空比是以对信道长度的控制较松为代价的，并且在现实世界中使用此技术成功传输密钥仍然是一项重大挑战。利用源自频率计量的干涉测量技术，我们开发了一种同时进行密钥流和信道长度控制的解决方案，并在 206 公里现场部署的光纤上进行了演示，损耗为 65 dB。我们的技术将信道长度变化导致的量子比特误码率降低到 <1%，代表了现实世界量子通信的有效解决方案。
量子处理器中量子比特数字误差的半经典分析简介
摘要：近年来，量子计算机的发展取得了显著的进展。为进一步发展，阐明量子噪声和环境噪声引起的误差的性质非常重要。然而，随着量子处理器系统规模的扩大，人们指出会出现一种新型的量子误差，如非线性误差。信息论中如何处理这种新效应尚不清楚。首先，应该明确量子比特误差概率的特征，作为信息论中的通信信道误差模型。本文旨在综述信息论者未来可能面临的量子噪声效应的建模进展，以应对上述非平凡误差。本文解释了一个信道误差模型来表示由于新量子噪声引起的误差概率的奇怪性质。通过该模型，给出了由量子递归效应、集体弛豫和外力等引起的误差概率特征的具体例子。因此，我们无需经历复杂的物理现象就能理解经典信息论中不存在的误差概率奇怪特征的含义。
多个模型预测协同定位控制...
大量配备昂贵全球定位系统的移动机器人。广播其全球位置允许所有其他无人机根据与这些无人机的相对位置确定自己的全球位置。 相对位置的确定可以通过较便宜的机载传感器（例如光学传感器）实现，如图所示。1 在无人机场景中。这种方法的主要问题是需要以足够的精度持续检测和跟踪全局定位的机器人。非常动态的无人机场景和机载传感器限制进一步加剧了这种情况。因此，必须控制无人机运动，以使全局定位的无人机保持在机载传感器的感知空间内。因此，本研究的主要重点是为此类合作定位场景提供中央控制策略。为了限制本文的范围，不涉及估计和定位本身，并假设存在稳定的通信信道。然而，应该提到的是，这里考虑的所有机器人系统都有内部控制器。因此，通信故障只会导致定位数据丢失，而不会导致系统完全故障。
VB2000 数字 IQ 信号发生器 - 横河
简介 近几年，手机作为不受时间和空间限制的个人双向通信方式变得极为流行，仅在日本就有 5000 万用户。然而，随着用户数量的增加，频率短缺已成为一个问题。与此同时，需要立即找到更高级技术问题的解决方案，包括通信信道的可靠性、声音质量、国际漫游需求以允许移动通信设备在全球范围内使用，以及更快的数据通信以实现多媒体移动通信。为了解决这些问题，使用扩频的码分多址 (CDMA) 系统已成为新移动通信系统的主流，并且已在一些国家用于窄带通信。此外，为了开发下一代数字蜂窝电话的通用系统，国际电信联盟（ITU）目前正在制定 IMT-2000 标准，预计在 2001 年初实施。领先的候选方案是将日本主导基础技术开发的宽带 CDMA（W-CDMA）空中接口系统与欧洲开发的移动通信 GSM 核心网络相融合，现在
Unruh-DeWitt 量子计算机的设计约束
Unruh-DeWitt 粒子探测器模型已成功演示了量子比特和量子场之间具有非零信道容量的量子信息信道。这些探测器模型为实验上可实现的具有近乎完美信道容量的 Unruh-DeWitt 量子计算机提供了必要的框架。我们提出将自旋量子比特与 Luttinger 液体进行门控耦合作为 Unruh-DeWitt 探测器的实验室环境，并探索了在此环境和其他环境中支撑其可行性的一般设计约束。我们提出了几种实验场景，包括石墨烯带、HgTe 量子阱的量子自旋霍尔相的边缘态以及最近在过渡金属二硫化物中发现的量子异常霍尔相。从理论上讲，通过玻色子化，我们表明 Unruh-DeWitt 探测器可以进行量子计算，并确定它们何时可以通过 Luttinger 液体在量子比特之间建立完美的量子通信信道。我们的研究结果为全连接固态量子计算机和通过凝聚态物理学对量子场中的量子信息的实验研究指明了方向。
储能杂志
本文讨论了微电网中多电池储能系统 (MBESS) 分布式通信信道面临的拒绝服务攻击 (DoS) 挑战。值得注意的是，DoS 攻击可能会阻止代理之间共享信息，方法是停止传输数据、使设备处于危险之中并干扰通信网络。因此，引入了基于共识的控制策略，该策略具有电池存储机制的功率和能量状态反馈，通过在传统共识框架中引入自适应系数来最大限度地减少 DoS 攻击的影响。该框架提出了一种分布式弹性有限时间二次控制方案，以便在保持单个 BESS 的充电状态 (SoC) 保持在安全范围内的同时，实现 BESS 的直流母线电压调节、有功功率共享和能量水平平衡。假设在任何控制瞬态时间都可以满足操作约束。此外，理论分析用于明确证明 DoS 攻击长度对控制算法收敛时间的影响。此外，在 Matlab/Simulink 中进行了模拟研究，通过三个不同的案例研究验证了所提出的模型，并进行了基于 OPAL-RT 的实时验证。
量子相对熵的积分公式意味着数据处理不等式
建立了量子相对熵以及冯·诺依曼熵的方向二阶和高阶导数的积分表示，并用于给出基本已知数据处理不等式的简单证明：量子通信信道传输的信息量的 Holevo 界限，以及更一般地，在迹保持正线性映射下量子相对熵的单调性——映射的完全正性不必假设。后一个结果首先由 Müller-Hermes 和 Reeb 基于 Beigi 的工作证明。对于这种单调性的简单应用，我们考虑在量子测量下不增加的任何“散度”，例如冯·诺依曼熵的凹度或各种已知的量子散度。使用了 Hiai、Ohya 和 Tsukada 的优雅论证来表明，具有规定迹距的量子态对上这种“散度”的下界与二元经典态对上相应的下界相同。还讨论了新的积分公式在信息论的一般概率模型中的应用，以及经典 Rényi 散度的相关积分公式。
![arXiv:2111.02345v1 [quant-ph] 2021 年 11 月 3 日](/simg/g:\will\search\icon\source\4\49c4a40d3ba97abc565923d1c7981581d3630d82.webp)
arXiv:2111.02345v1 [quant-ph] 2021 年 11 月 3 日
纠错码是为了纠正噪声通信信道中的错误而发明的。然而，量子纠错 (QEC) 有更广泛的用途，包括信息传输、量子模拟/计算和容错。这些促使我们重新思考 QEC，特别是量子物理在编码和解码方面所起的作用。许多量子算法，尤其是近期的混合量子经典算法，只使用有限类型的量子态局部测量，这一事实导致了各种称为量子误差缓解 (QEM) 的新技术的出现。这项工作从几个角度研究了 QEM 的任务。利用一些基于经典和量子通信场景的直觉，我们澄清了 QEC 和 QEM 之间的一些基本区别。然后，我们讨论了噪声可逆性对 QEM 的影响，并给出了一个显式构造，称为 Drazin 逆，用于不可逆噪声，它是迹保留的，而常用的 Moore-Penrose 伪逆可能不是。最后，我们研究了对噪声缺乏充分了解的后果，并推导出可以使用 QEM 降低噪声的条件。
实际约束下卫星量子密钥分发的有限密钥性能
全球规模的量子通信网络将需要高效的长距离量子信号分布。在没有量子存储器和中继器的情况下，光纤通信信道会因指数损耗而受到范围限制。卫星通过利用更温和的平方反比自由空间衰减和长视线来实现洲际量子通信。然而，卫星量子密钥分发 (QKD) 系统的设计和工程非常困难，与地面 QKD 网络和操作的特征差异带来了额外的挑战。对卫星 QKD (SatQKD) 进行建模的典型方法是使用完全优化的协议参数空间和很少的有效载荷和平台资源限制来估计性能。在这里，我们分析了实际约束如何影响 SatQKD 对具有有限密钥大小效应的 Bennett-Brassard 1984 (BB84) 弱相干脉冲诱饵态协议的性能。我们在任务设计中考虑了工程限制和权衡，包括有限的在轨可调性、量子随机数生成率和存储以及源强度不确定性。我们量化了实际的 SatQKD 性能限制，以确定长期密钥生成能力，并提供重要的性能基准来支持即将进行的任务的设计。
超导量子网络中的纠缠净化与保护
高保真量子纠缠是量子通信和分布式量子计算的关键资源，可实现量子态隐形传态、密集编码和量子加密。然而，通信信道中的任何退相干源都会降低纠缠保真度，从而增加纠缠态协议的错误率。纠缠纯化提供了一种缓解这些非理想性的方法，它将不纯态提炼成更高保真度的纠缠态。在这里，我们展示了两个远程超导量子节点之间共享的贝尔对的纠缠纯化，这两个节点通过一条 1 米长的中等损耗超导通信电缆连接。我们使用纯化过程来校正由电缆传输引起的主要振幅阻尼误差，对于更高的阻尼误差，保真度最高可提高 25%。纯化实现的最佳最终保真度为 94.09！0.98%。此外，我们同时使用动态解耦和 Rabi 驱动来保护纠缠态免受局部噪声的影响，将有效量子比特失相时间增加了 4 倍，从 3 微秒增加到 12 微秒。这些方法展示了在超导量子通信网络中生成和保存非常高保真度纠缠的潜力。