論文の概要: Distance-Independent Entanglement Generation in a Quantum Network using
Space-Time Multiplexed Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) Measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.09352v2
- Date: Tue, 24 Aug 2021 16:07:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-17 22:52:53.858783
- Title: Distance-Independent Entanglement Generation in a Quantum Network using
Space-Time Multiplexed Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) Measurements
- Title（参考訳）: 空間時間多重グリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー(GHZ)測定を用いた量子ネットワークにおける距離非依存な絡み合い生成
- Authors: Ashlesha Patil, Joshua I. Jacobson, Emily van Milligen, Don Towsley,
Saikat Guha
- Abstract要約: リンクをうまく生成する量子ネットワークにおいて、近隣のリピータノード間で共有されたベル状態が各タイムスロットで$p$の確率を持ち、成功率$q1$のノードでベル状態測定を行うと、エンド・ツー・エンドの絡み合い発生率は、消費者間の距離と指数関数的に減少する。
我々は、このプロトコルを拡張し、時間多重ブロック長$k$、リピータが成功したリンクをミックス・アンド・マッチして核融合を行う時間スロットの数を組み込む。
$(p,q)$が増加すると、究極最小カットエンタングルメント生成容量$d$に近づくことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.427456455384805
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In a quantum network that successfully creates links, shared Bell states
between neighboring repeater nodes, with probability $p$ in each time slot, and
performs Bell State Measurements at nodes with success probability $q<1$, the
end to end entanglement generation rate drops exponentially with the distance
between consumers, despite multi-path routing. If repeaters can perform
multi-qubit projective measurements in the GHZ basis that succeed with
probability $q$, the rate does not change with distance in a certain $(p,q)$
region, but decays exponentially outside. This region where the distance
independent rate occurs is the supercritical region of a new percolation
problem. We extend this GHZ protocol to incorporate a time-multiplexing
blocklength $k$, the number of time slots over which a repeater can
mix-and-match successful links to perform fusion on. As $k$ increases, the
supercritical region expands. For a given $(p,q)$, the entanglement rate
initially increases with $k$, and once inside the supercritical region for a
high enough $k$, it decays as $1/k$ GHZ states per time slot. When memory
coherence time exponentially distributed with mean $\mu$ is incorporated, it is
seen that increasing $k$ does not indefinitely increase the supercritical
region; it has a hard $\mu$ dependent limit. Finally, we find that
incorporating space-division multiplexing, i.e., running the above protocol
independently in up to $d$ disconnected network regions, where $d$ is the
network's node degree, one can go beyond the 1 GHZ state per time slot rate
that the above randomized local link-state protocol cannot surpass. As $(p,q)$
increases, one can approach the ultimate min-cut entanglement generation
capacity of $d$ GHZ states per slot.
- Abstract（参考訳）: リンクをうまく作成する量子ネットワークでは、隣り合うリピータノード間の共有ベル状態は、各タイムスロット内の確率$p$で、成功確率$q<1$、エンドからエンドのエンタングルメント生成速度は、マルチパスルーティングにもかかわらず、消費者間の距離とともに指数関数的に低下する。
リピータが確率$q$で成功するGHZ基底で多重量子射影測定を行うことができれば、ある$(p,q)$領域で距離が変化しないが、指数関数的に外部に崩壊する。
距離独立率が発生するこの領域は、新しいパーコレーション問題の超臨界領域である。
我々は、このGHZプロトコルを拡張し、時間多重ブロック長$k$を組み込む。
k$が増加するにつれて、超臨界領域は拡大する。
与えられた$(p,q)$の場合、絡み合い率は最初は$k$で増加し、超臨界領域の中で十分高い$k$で1/k$ GHZ状態として崩壊する。
平均$\mu$ で指数関数的に分布するメモリコヒーレンス時間が組み込まれている場合、$k$ を増加させることで超臨界領域が無期限に増加することはない。
最後に、スペース分割多重化、すなわち、上記プロトコルを最大$d$の切断されたネットワークリージョンで独立に実行することにより、$d$がネットワークのノード次数である場合、上記ランダム化されたローカルリンク状態プロトコルが超過できないスロットレート当たり1ghzの状態を超過することができる。
$(p,q)$が増加すると、1スロットあたり$d$GHZ状態の究極のミンカットエンタングルメント生成容量にアプローチすることができる。
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