論文の概要: Entanglement purification and protection in a superconducting quantum network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.10679v1
• Date: Tue, 25 Jan 2022 23:59:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-27 22:23:44.216231
• Title: Entanglement purification and protection in a superconducting quantum network
• Title（参考訳）: 超伝導量子ネットワークにおけるエンタングルメントの浄化と保護
• Authors: Haoxiong Yan, Youpeng Zhong, Hung-Shen Chang, Audrey Bienfait, Ming-Han Chou, Christopher R. Conner, \'Etienne Dumur, Joel Grebel, Rhys G. Povey, Andrew N. Cleland
• Abstract要約: 高忠実性量子絡み合いは、量子通信と分散量子コンピューティングの鍵となる資源である。 ここでは、2つの遠隔超伝導量子ノード間で共有されるベル対の絡み合いの浄化を、適度に損失のある1メートル長の超伝導通信ケーブルで実証する。 動的デカップリングとRabi駆動の両方を用いて、絡み合った状態の局所雑音から保護し、有効クビットデフォーカス時間を3rm mu s$から12rmmu s$へと4倍に向上させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High-fidelity quantum entanglement is a key resource for quantum communication and distributed quantum computing, enabling quantum state teleportation, dense coding, and quantum encryption. Any sources of decoherence in the communication channel however degrade entanglement fidelity, thereby increasing the error rates of entangled state protocols. Entanglement purification provides a method to alleviate these non-idealities, by distilling impure states into higher-fidelity entangled states. Here we demonstrate the entanglement purification of Bell pairs shared between two remote superconducting quantum nodes connected by a moderately lossy, 1-meter long superconducting communication cable. We use a purification process to correct the dominant amplitude damping errors caused by transmission through the cable, with fractional increases in fidelity as large as $25\%$, achieved for higher damping errors. The best final fidelity the purification achieves is $94.09\pm 0.98\%$. In addition, we use both dynamical decoupling and Rabi driving to protect the entangled states from local noise, increasing the effective qubit dephasing time by a factor of 4, from $3~\rm \mu s$ to $12~\rm\mu s$. These methods demonstrate the potential for the generation and preservation of very high-fidelity entanglement in a superconducting quantum communication network.
• Abstract（参考訳）: 高忠実度量子絡み合いは量子通信と分散量子コンピューティングの重要な資源であり、量子状態テレポーテーション、高密度符号化、量子暗号を可能にする。 通信チャネル内のデコヒーレンスの発生源は、エンタングルメントの忠実度を低下させ、エンタングル状態プロトコルのエラー率を増加させる。 絡み合いの浄化は、不純物を高忠実な絡み合い状態に蒸留することにより、これらの非理想性を軽減する方法を提供する。 ここでは、2つの遠隔超伝導量子ノード間で共有されるベル対の絡み合いの浄化を、適度に損失のある1メートル長の超伝導通信ケーブルで実証する。 ケーブルの透過による主振幅減衰誤差の補正に精製法を用い, 高い減衰誤差を実現するために, 最大25 %の忠実度を極端に増大させた。 精製の最終フィデリティは$94.09\pm 0.98\%$である。 さらに、動的デカップリングとラビ駆動の両方を用いて、絡み合った状態の局所雑音から保護し、有効クビットデフォーカス時間を3〜\rm \mu s$から12～\rm\mu s$へと4倍に向上させる。 これらの手法は、超伝導量子通信ネットワークにおける高忠実度絡み合いの発生と保存の可能性を示す。

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