論文の概要: Multiplexed telecom-band quantum networking with atom arrays in optical cavities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.04477v1
• Date: Fri, 9 Jul 2021 15:05:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 23:51:02.706560
• Title: Multiplexed telecom-band quantum networking with atom arrays in optical cavities
• Title（参考訳）: 光キャビティにおける原子配列を用いた多重通信通信量子ネットワーク
• Authors: William Huie, Shankar G. Menon, Hannes Bernien, and Jacob P. Covey
• Abstract要約: マルチプレクサネットワークアーキテクチャにおいて,通信帯域光子を持つ中性原子配列からなる量子プロセッサのプラットフォームを提案する。 単一原子ではなく大きな原子配列を用いることで、双方向通信の有害な影響を緩和し、2つのノード間の絡み合いを2桁近く改善する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3499870393443268
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The realization of a quantum network node of matter-based qubits compatible with telecom-band operation and large-scale quantum information processing is an outstanding challenge that has limited the potential of elementary quantum networks. We propose a platform for interfacing quantum processors comprising neutral atom arrays with telecom-band photons in a multiplexed network architecture. The use of a large atom array instead of a single atom mitigates the deleterious effects of two-way communication and improves the entanglement rate between two nodes by nearly two orders of magnitude. Further, this system simultaneously provides the ability to perform high-fidelity deterministic gates and readout within each node, opening the door to quantum repeater and purification protocols to enhance the length and fidelity of the network, respectively. Using intermediate nodes as quantum repeaters, we demonstrate the feasibility of entanglement distribution over approximately 1500 km based on realistic assumptions, providing a blueprint for a transcontinental network. Finally, we demonstrate that our platform can distribute approximately 25 Bell pairs over metropolitan distances, which could serve as the backbone of a distributed fault-tolerant quantum computer.
• Abstract（参考訳）: 通信帯域演算や大規模量子情報処理と互換性のある物質ベースの量子ビットの量子ネットワークノードの実現は、基本的な量子ネットワークの可能性を制限する優れた課題である。 マルチプレクサネットワークアーキテクチャにおいて、中性原子配列とテレコムバンド光子からなる量子プロセッサを相互接続するプラットフォームを提案する。 単一原子ではなく大きな原子配列を用いることで、双方向通信の有害な影響を緩和し、2つのノード間の絡み合いを2桁近く改善する。 さらに、各ノード内で高忠実度決定性ゲートと読み出しを同時に実行し、量子リピータへのドアを開き、ネットワークの長さと忠実度を高めるプロトコルを浄化する機能を提供する。 中間ノードを量子リピータとして使用することにより,実際の仮定に基づいて約1500kmにわたる絡み合い分布の実現可能性を示し,大陸間ネットワークの青写真を提供する。 最後に,分散フォールトトレラント量子コンピュータのバックボーンとして機能する,約25個のベルペアを大都市圏に分散できることを実証する。

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