Fugu-MT 論文翻訳(概要): Concurrence Percolation in Quantum Networks

論文の概要: Concurrence Percolation in Quantum Networks

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.13985v2
Date: Tue, 27 Apr 2021 15:45:02 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2023-04-06 21:35:04.880673
Title: Concurrence Percolation in Quantum Networks
Title（参考訳）: 量子ネットワークにおけるコンカレンスパーコレーション
Authors: Xiangyi Meng, Jianxi Gao, Shlomo Havlin
Abstract要約: 我々は新しい統計理論、コンカレンス・パーコレーション理論(ConPT)を導入する。その結果, ConPTにより予測されるエンタングルメント伝達閾値は, 既知の古典的パーコレーションに基づく結果よりも低いことがわかった。 ConPTはまた、ベーテ格子上の有限サイズ解析によって導かれるパーコレーションのような普遍的臨界挙動を示す。
参考スコア（独自算出の注目度）: 3.52359746858894
License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Abstract: Establishing long-distance quantum entanglement, i.e., entanglement transmission, in quantum networks (QN) is a key and timely challenge for developing efficient quantum communication. Traditional comprehension based on classical percolation assumes a necessary condition for successful entanglement transmission between any two infinitely distant nodes: they must be connected by at least a path of perfectly entangled states (singlets). Here, we relax this condition by explicitly showing that one can focus not on optimally converting singlets but on establishing concurrence -- a key measure of bipartite entanglement. We thereby introduce a new statistical theory, concurrence percolation theory (ConPT), remotely analogous to classical percolation but fundamentally different, built by generalizing bond percolation in terms of "sponge-crossing" paths instead of clusters. Inspired by resistance network analysis, we determine the path connectivity by series/parallel rules and approximate higher-order rules via star-mesh transforms. Interestingly, we find that the entanglement transmission threshold predicted by ConPT is lower than the known classical-percolation-based results and is readily achievable on any series-parallel networks such as the Bethe lattice. ConPT promotes our understanding of how well quantum communication can be further systematically improved versus classical statistical predictions under the limitation of QN locality -- a "quantum advantage" that is more general and efficient than expected. ConPT also shows a percolation-like universal critical behavior derived by finite-size analysis on the Bethe lattice and regular two-dimensional lattices, offering new perspectives for a theory of criticality in entanglement statistics.
Abstract（参考訳）: 量子ネットワーク(qn)における長距離量子エンタングルメント、すなわちエンタングルメント伝送の確立は、効率的な量子通信を開発する上で鍵となる、タイムリーな課題である。古典的パーコレーションに基づく伝統的な理解は、2つの無限遠点間の絡み合いを成功させるために必要な条件を仮定する:それらは、少なくとも完全に絡み合った状態(シングルレット)の経路で接続されなければならない。ここでは、一重項の最適変換ではなく、二成分の絡み合いの重要な尺度である共起の確立に焦点を合わせることができることを明示的に示すことで、この条件を緩和する。これにより、従来のパーコレーションと遠隔で類似する新しい統計理論ConPT(Concurrence Percolation Theory)を導入し、クラスターではなく「スポンジクロス」経路で結合パーコレーションを一般化することによって、根本的に異なる。抵抗ネットワーク解析に触発されて,直列/並列規則とスターメッシュ変換による近似高次規則により経路接続性を決定する。興味深いことに、ConPTによって予測される絡み合い伝達閾値は、既知の古典的パーコレーションに基づく結果よりも低く、Bethe格子のような直列並列ネットワーク上で容易に達成可能である。 ConPTは、QN局所性の制限の下での古典的な統計的予測に対して、量子通信がより体系的に改善されるかどうかの理解を促進する。コンプットはまた、ベーテ格子と正則二次元格子の有限次元解析から導かれるパーコレーションのような普遍的臨界挙動を示し、絡み合い統計学における臨界性理論の新しい展望を提供する。

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