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 BayesQuantendetektor für kommensurable quantenmechanische Dichteoperatoren; BayesQuantendetektor für reine Zustände; MAPQuantendetektor für reine Zustände; MAPQuantendetektor für reine symmetrische Zustände; infinitesimaler Rotationsgenerator; binäre Informationsübertragung mit einem Qubit; HelstromSchranke der binären Informationsübertragung; binäre Amplitudenumtastung (OnOffKeying, 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 (Vdäre Phasenumtastung mit SRM, Vdäre Quadraturamplitudenmodulation mit SRM); MLQuantendetektor für binäre Quantenkommunikationssysteme mit thermisch verursachtem Hintergrundrauschen (binäre Amplitudenumtastung, binäre Phasenumtastung)