論文の概要: Quantum repeaters in space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.10146v1
• Date: Wed, 20 May 2020 15:43:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-19 06:03:11.904370
• Title: Quantum repeaters in space
• Title（参考訳）: 宇宙の量子リピータ
• Authors: Carlo Liorni, Hermann Kampermann, Dagmar Bruss
• Abstract要約: 長距離の絡み合いは非常に貴重な資源であるが、光ファイバーにおける光の指数的な損失のため、その分布は困難である。 本稿では,量子リピータと衛星ベースリンクを組み合わせることで,大域的距離における絡み合い分布を実現する手法を提案する。 衛星ベースのリンクと地上中継ネットワークの統合は、将来のQuantum Internetのバックボーンを表現できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Long-distance entanglement is a very precious resource, but its distribution is very difficult due to the exponential losses of light in optical fibres. A possible solution consists in the use of quantum repeaters, based on entanglement swapping or quantum error correction. Alternatively, satellite-based free-space optical links can be exploited, achieving better loss-distance scaling. We propose to combine these two ingredients, quantum repeaters and satellite-based links, into a scheme that allows to achieve entanglement distribution over global distances with a small number of intermediate untrusted nodes. The entanglement sources, placed on satellites, send quantum states encoded in photons towards orbiting quantum repeater stations, where entanglement swapping is performed. The performance of this repeater chain is assessed in terms of the secret key rate achievable by the BB-84 cryptographic protocol. We perform a comparison with other repeater chain architectures and show that our scheme is superior in almost every situation, achieving higher key rates, reliability and flexibility. Finally, we analyse the feasibility of the implementation in the mid-term future and discuss exemplary orbital configurations. The integration of satellite-based links with ground repeater networks can be envisaged to represent the backbone of the future Quantum Internet.
• Abstract（参考訳）: 長距離の絡み合いは非常に貴重な資源であるが、その分布は光ファイバーの指数関数的損失のために非常に困難である。 考えられる解決策は、絡み合いスワップや量子エラー補正に基づく量子リピータの使用である。 あるいは、衛星ベースの自由空間光リンクを利用することができ、損失距離スケーリングが向上する。 本稿では,これら2つの成分,量子リピータと衛星ベースリンクを組み合わせることで,少数の中間信頼ノードで大域的距離の絡み合い分布を実現する手法を提案する。 衛星に搭載されたエンタングルメント源は、光子にエンタングルメント交換が行われる軌道上の量子リピータステーションに向けて量子状態を送信する。 このリピータチェーンの性能は、bb-84暗号プロトコルによって実現可能な秘密鍵レートの観点から評価される。 我々は、他のリピータチェーンアーキテクチャとの比較を行い、我々のスキームがほぼすべての状況において優れていることを示し、より高いキーレート、信頼性、柔軟性を達成する。 最後に,中期的な実装の実現可能性を分析し,模範的な軌道配置について考察する。 衛星ベースのリンクと地上中継ネットワークの統合は、将来の量子インターネットのバックボーンを表すために議論することができる。

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