Principles of quantum communications engineering

• Applicant: Dr. Janis Nötzel
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2015 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 270559638

• Final Report Year: 2017

Final Report Abstract

Durch die Förderung der DFG konnten sehr gute Fortschritte in allen geplanten Arbeitspaketen erzielt werden. Die Ergebnisse des Arbeitspaketes 3 (machine learning) zeigen großes Ausbaupotential für zukünftige Anwendungen im Mobilfunk, speziell für Mehrantennensysteme in stark variierender Umgebung. Die Ergebnisse des Arbeitspaketes 2 (robust communication under secrecy constraints) zeichnen ein vollständiges Bild zentraler Aspekte der sicheren Kommunikation, sowohl für klassische als auch für Quantensysteme. Die Ergebnisse des Arbeitspaketes 1 (robust communication) haben starke Resultate und tiefgreifende Fragen nach dem Einfluss von Kausalität in der Nachrichtenübertragung und Speicherung mit Hilfe von Quantenzuständen geliefert. Inwiefern externe Ressourcen bei der Verschränkungsübertragung hilfreich, sind konnte im Rahmen des Projektes nicht beantwortet werden. Durch intensive Debatten mit dem Gastgeber Professor Winter, sowie mit dem temporär anwesenden Professor Junge konnten jedoch neue Ansätze gedacht werden, die in Folgeprojekten umgesetzt werden sollen.

Publications

• A Channel Under Simultaneous Jamming and Eavesdropping Attack - Correlated Random Coding Capacities Under Strong Secrecy Criteria. IEEE Transactions on Information Theory 62 (7), 2016, 3844-3862
  Wiese, M.; Nötzel, J.; Boche, H.
  (See online at https://doi.org/10.1109/TIT.2016.2565482)
• Classical-quantum arbitrarily varying wiretap channel: Ahlswede dichotomy, positivity, resources, super activation. Quantum Information Processing, 15 (11) 2016, 1-43
  Boche, H.; Cai, M.; Deppe, C.; Nötzel, J.
  (See online at https://doi.org/10.1007/s11128-016-1384-y)
• The Arbitrarily Varying Wiretap Channel - Secret Randomness, Stability, and Super-Activation. IEEE Transactions on Information Theory 62 (6), 2016, 3504-3531
  Nötzel, J.; Wiese, M.; Boche, H.
  (See online at https://doi.org/10.1109/TIT.2016.2550587)
• The classical-quantum channel with random state parameters known to the sender. Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 49 (19), 2016, 195302
  Boche, H.; Cai, N.; Nötzel, J.
  (See online at https://doi.org/10.1088/1751-8113/49/19/195302)