微弱光信号的量子增强接收优化方法（特邀）

Abstract

在经典理论框架下，相干探测性能受限于散粒噪声对应的标准量子极限，而量子增强接收技术通过引入位移算子，采用关联的方式将经典的平衡零拍/零差探测转化为光子数态的测量，理论上可以突破标准量子极限并不断逼近Helstrom极限。无歧义量子态识别(Unambiguous State Discrimina-tion, USD)是量子增强接收常用的识别判决策略之一。然而，由于微弱光信号的能量有限，传统的USD量子增强接收方法的适用微弱信号范围较小，微弱信号识别的错误率较高。提出了一种QPSK调制量子增强接收的混合测量优化方案，该方案首先通过二态零差测量将QPSK相干态的区分转化为BPSK相干态的区分，然后通过BPSK量子增强接收测量实现相干态的无歧义识别。仿真表明，混合测量方案在平均光子数在3.2~11.3之间优于经典的外差测量方案，而且比传统QPSK量子增强接收方案具有更大的适用信号范围。