論文の概要: Resource requirements for efficient quantum communication using all-photonic graph states generated from a few matter qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.07198v4
• Date: Thu, 11 Feb 2021 20:51:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-20 05:22:54.701309
• Title: Resource requirements for efficient quantum communication using all-photonic graph states generated from a few matter qubits
• Title（参考訳）: 数個のマター量子ビットから生成される全フォトニックグラフ状態を用いた効率的な量子通信のための資源要件
• Authors: Paul Hilaire, Edwin Barnes, and Sophia E. Economou
• Abstract要約: 長距離量子通信には、量子リピータを使用する必要がある。 線形光学から生成されたグラフ状態に基づく全フォトニックアプローチは、リピータレスプロトコルより優れている。 物質量子ビット間の高速な2量子ゲートと高光子収集と検出効率が、全光子プロトコルに必要な主要な要素であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum communication technologies show great promise for applications ranging from the secure transmission of secret messages to distributed quantum computing. Due to fiber losses, long-distance quantum communication requires the use of quantum repeaters, for which there exist quantum memory-based schemes and all-photonic schemes. While all-photonic approaches based on graph states generated from linear optics avoid coherence time issues associated with memories, they outperform repeater-less protocols only at the expense of a prohibitively large overhead in resources. Here, we consider using matter qubits to produce the photonic graph states and analyze in detail the trade-off between resources and performance, as characterized by the achievable secret key rate per matter qubit. We show that fast two-qubit entangling gates between matter qubits and high photon collection and detection efficiencies are the main ingredients needed for the all-photonic protocol to outperform both repeater-less and memory-based schemes.
• Abstract（参考訳）: 量子通信技術は、秘密メッセージの安全な送信から分散量子コンピューティングまで、アプリケーションにとって大きな可能性を秘めています。 ファイバー損失のため、長距離量子通信には量子リピータが必須であり、量子メモリベースのスキームと全フォトニックスキームが存在する。 線形光学から生成されるグラフ状態に基づく全フォトニックアプローチは、記憶に関連するコヒーレンス時間の問題を回避するが、リソースの膨大なオーバーヘッドを犠牲にして、リピータレスプロトコルよりも優れている。 本稿では,物質量子ビットを用いてフォトニックグラフ状態を生成し,物質量子ビット当たりの秘密鍵レートを特徴とする資源と性能のトレードオフを詳細に解析する。 物質量子ビット間の高速な2量子ゲートと高光子収集と検出効率が、リピータレスおよびメモリベースのスキームよりも優れた全フォトニックプロトコルに必要な主要な要素であることを示す。

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