論文の概要: Deterministic Entanglement Transmission on Series-Parallel Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.04981v2
• Date: Mon, 18 Apr 2022 15:43:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 19:35:25.955994
• Title: Deterministic Entanglement Transmission on Series-Parallel Quantum Networks
• Title（参考訳）: 直列並列量子ネットワーク上の決定論的絡み合い伝達
• Authors: Xiangyi Meng, Yulong Cui, Jianxi Gao, Shlomo Havlin, Andrei E. Ruckenstein
• Abstract要約: 本稿では、ConPT(Concurrence Percolation Theory)と呼ばれる、QNの新しいより効果的なマッピングを探索し、増幅する。 我々は、抵抗ネットワーク解析と完全に類似した新しい決定論的絡み合い伝達方式により、ConPTを実装した。 DETは一般的なd-D情報キャリア向けに設計されており、任意のシリーズ並列QNに対してスケーラブルで適応可能であり、IBMの量子プラットフォームでテストされるように実験的に実現可能である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.86989372262348
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The performance of entanglement transmission -- the task of distributing entanglement between two distant nodes in a large-scale quantum network (QN) of partially entangled pure states -- is generally benchmarked against the classical entanglement percolation (CEP) scheme. Improvements beyond CEP were only achieved by nonscalable strategies and for restricted QN topologies. This paper explores and amplifies a new and more effective mapping of QN, referred to as concurrence percolation theory (ConPT), that suggests using deterministic rather than probabilistic protocols for scalably improving on CEP across arbitrary QN topology. More precisely, we implement ConPT via a novel deterministic entanglement transmission (DET) scheme that is fully analogous to resistor network analysis, with the corresponding series and parallel rules represented by deterministic entanglement swapping and concentration protocols, respectively. The DET is designed for general d-dimensional information carriers, scalable and adaptable for any series-parallel QN, and experimentally feasible as tested on IBM's quantum computation platform. Unlike CEP, the DET manifests different levels of optimality for generalized k-concurrences -- a fundamental family of bipartite entanglement measures. Our proof also implies that the well-known nested repeater protocol is not optimal for distilling entanglement from pure-state qubits, but the DET is.
• Abstract（参考訳）: 部分的に絡み合った純粋状態の大規模量子ネットワーク(QN)において、2つの遠いノード間の絡み合いを分散するタスクである絡み合い伝達の性能は、一般に古典的絡み合いパーコレーション(CEP)方式に対してベンチマークされる。 CEP以外の改善は、スケーリング不可能な戦略と制限されたQNトポロジによってのみ達成された。 本稿では, 任意のQNトポロジでCEPを改善するための確率的プロトコルではなく, 決定論的手法を用いることを示唆する, コンカレンス・パーコレーション理論 (ConPT) と呼ばれる新しいQNのマッピングを探索し, 増幅する。 より正確には、conptを、抵抗ネットワーク解析と完全に類似した新しい決定論的絡み合い伝達(det)スキームで実装し、対応する系列規則と並列規則をそれぞれ決定論的絡み合い交換と集中プロトコルで表現する。 DETは一般的なd-D情報キャリア向けに設計されており、任意の並列QNに対してスケーラブルで適応可能であり、IBMの量子計算プラットフォームでテストされるように実験的に実現可能である。 CEPとは異なり、DETは一般化されたk-コンカレンスに対して異なるレベルの最適性を示す。 我々の証明は、ネスト型リピータプロトコルは純状態量子ビットからの絡み合いを蒸留するのに最適ではないが、DETは最適であることを示している。

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