論文の概要: A proposal for practical multidimensional quantum networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.09202v2
• Date: Wed, 17 Mar 2021 05:45:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-07 23:22:00.841034
• Title: A proposal for practical multidimensional quantum networks
• Title（参考訳）: 実用的多次元量子ネットワークの提案
• Authors: Davide Bacco, Jacob F. F. Bulmer, Manuel Erhard, Marcus Huber, Stefano Paesani
• Abstract要約: 高次元量子系 (qudits) は、高光子情報効率とノイズに対する堅牢性を示す。 量子ネットワークにおけるそれらの利用は、高次元の量子リピータに必要な非現実的な資源のために実験的な課題を示す。 我々の研究は、高次元量子ネットワークの実装を著しく単純化し、現在の技術による開発を促進する。
• 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: A Quantum Internet, i.e., a global interconnection of quantum devices, is the long term goal of quantum communications, and has so far been based on two-dimensional systems (qubits). Recent years have seen a significant development of high-dimensional quantum systems (qudits). While qudits present higher photon information efficiency and robustness to noise, their use in quantum networks present experimental challenges due to the impractical resources required in high-dimensional quantum repeaters. Here, we show that such challenges can be met via the use of standard quantum optical resources, such as weak coherent states or weak squeezed states, and linear optics. We report a concrete design and simulations of an entanglement swapping scheme for three and four dimensional systems, showing how the network parameters can be tuned to optimize secret key rates and analysing the enhanced noise robustness at different dimensions. Our work significantly simplifies the implementation of high-dimensional quantum networks, fostering their development with current technology.
• Abstract（参考訳）: 量子インターネット(Quantum Internet)、すなわち、量子デバイスのグローバルな相互接続は、量子通信の長期的な目標であり、これまでのところ2次元システム(量子ビット)に基づいている。 近年、高次元量子系 (qudits) が著しい発展を遂げている。 クォーディットは高い光子情報効率とノイズに対する堅牢性を示すが、量子ネットワークでの使用は、高次元の量子リピータに必要な非現実的なリソースのために実験的な課題を示す。 ここでは, 弱コヒーレント状態や弱圧縮状態, 線形光学などの標準量子光学資源を用いることで, このような課題を克服できることを示す。 本研究では,3次元および4次元システムの絡み合わせ交換方式の設計とシミュレーションを行い,ネットワークパラメータを調整して秘密鍵レートを最適化し,異なる次元における高強度ノイズロバスト性の解析を行う方法について述べる。 我々の研究は高次元量子ネットワークの実装を著しく単純化し、現在の技術による開発を促進する。

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