論文の概要: Quantum repeaters with encoding on nitrogen-vacancy center platforms
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.14122v2
- Date: Tue, 14 Jun 2022 04:16:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-29 04:19:19.891548
- Title: Quantum repeaters with encoding on nitrogen-vacancy center platforms
- Title(参考訳): 窒素空孔中心プラットフォーム上の量子リピータ
- Authors: Yumang Jing and Mohsen Razavi
- Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を量子記憶として用いた3ビット繰り返し符号に依存する量子リピータプロトコルについて検討する。
このような決定論的関節操作を可能にする2つのNV中心型リピータ構造について検討する。
1つの構造は、計算オーバーヘッドの増大を犠牲にして古典的な通信の消費を減らし、もう1つの構造は、少ない物理リソースと演算に依存する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.218340575383456
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate quantum repeater protocols that rely on three-qubit repetition
codes using nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond as quantum memories. NV
centers offer a two-qubit register, corresponding to their electron and nuclear
spins, which makes it possible to perform deterministic two-qubit operations
within one NV center. For quantum repeater applications, we, however, need to
do joint operations on two separate NV centers. Here, we study two NV-center
based repeater structures that enable such deterministic joint operations. One
structure offers less consumption of classical communication, at the cost of
more computation overhead, whereas the other one relies on a fewer number of
physical resources and operations. We assess and compare their performance for
the task of secret key generation under the influence of noise and decoherence
with current and near-term experimental parameters. We quantify the regimes of
operation, where one structure outperforms the other, and find the regions
where encoded quantum repeaters offer practical advantages over their
non-encoded counterparts.
- Abstract(参考訳): ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心を量子記憶として用いた3ビット繰り返し符号に依存する量子リピータプロトコルについて検討する。
NV中心は電子と核スピンに対応する2量子レジスタを提供し、1つのNV中心内で決定論的2量子演算を行うことができる。
しかし、量子リピータアプリケーションでは、2つの別々のnvセンターで共同操作を行う必要がある。
そこで本研究では,nv中心に基づく2つのリピータ構造について検討した。
1つの構造は、計算オーバーヘッドの増大を犠牲にして古典的な通信の消費を減らし、もう1つの構造は、少ない物理リソースと演算に依存する。
ノイズやデコヒーレンスを考慮した秘密鍵生成タスクの性能評価と,現在および短期実験パラメータとの比較を行った。
我々は、ある構造が他方より優れているような動作の条件を定量化し、符号化された量子リピータが非符号化された領域に対して実用的な利点をもたらす領域を見つける。
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