Quantenkommunikation II

Folgende Themen werden betrachtet: OPERATORENSUMMENDARSTELLUNG NACH KRAUS Spektraldarstellung hermitescher Operatoren; Eigenwertzerlegung (Hauptachsentransformation); Eigenvektoren des Hamiltonoperators; Vertauschbarkeit bei gleichen Eigenvektoren; Kraus-Darstellung (Operatorensummendarstellung); Quantenoperationen bei Wechselwirkung mit der Umgebung; Operatorensummendarstellung der Wechselwirkung mit der Umgebung; Physikalische Interpretation der Operatorensummendarstellung; Anwendung auf ausgewählte Quantenkanäle für Qubits QUANTENKOMMUNIKATIONSSYSTEM Blockschaltbild; klassische Informationsquelle; „Sender Alice“; Quantenkanal; „Empfänger Bob“; Wahrscheinlichkeiten bei der Übertragung; Detektionswahrscheinlichkeit und Fehlerwahrscheinlichkeit; Optimale Quantendetektoren; Bayes-Quantendetektor; Maximum A-posteriori (MAP)-Quantendetektor; Maximum-Likelihood (ML)-Quantendetektor SYSTEMBEISPIELE Bayes-Quantendetektor für kommensurable quantenmechanische Dichteoperatoren; Bayes-Quantendetektor für reine Zustände; MAP-Quantendetektor für reine Zustände; MAP-Quantendetektor für reine symmetrische Zustände; infinitesimaler Rotationsgenerator; binäre Informationsübertragung mit einem Qubit; Helstrom-Schranke der binären Informationsübertragung; binäre Amplitudenumtastung (On-Off-Keying, OOK); binäre Phasenumtastung (Binary Phase Shift Keying, BPSK); Quadratwurzelmessung (SRM) bei reinen Zuständen; Quadratwurzelmessung (SRM) bei reinen symmetrischen Zuständen); nahezu optimaler Quantendetektor für reine symmetrische Zustände (|Vd|-äre Phasenumtastung mit SRM, |Vd|-äre Quadraturamplitudenmodulation mit SRM); ML-Quantendetektor für binäre Quantenkommunikationssysteme mit thermisch verursachtem Hintergrundrauschen (binäre Amplitudenumtastung, binäre Phasenumtastung)