論文の概要: Open-Air Microwave Entanglement Distribution for Quantum Teleportation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.07295v1
- Date: Mon, 14 Mar 2022 17:03:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 03:18:46.046791
- Title: Open-Air Microwave Entanglement Distribution for Quantum Teleportation
- Title（参考訳）: 量子テレポーテーションのためのオープンエアマイクロ波絡み合い分布
- Authors: Tasio Gonzalez-Raya, Mateo Casariego, Florian Fesquet, Michael Renger,
Vahid Salari, Mikko M\"ott\"onen, Yasser Omar, Frank Deppe, Kirill G.
Fedorov, Mikel Sanz
- Abstract要約: マイクロ波2モード圧縮状態を用いた開空気絡み合い分布方式の実現可能性について検討した。
我々は, マイクロ波技術へのエンタングルメント蒸留およびエンタングルメント交換プロトコルの適用により, 環境エンタングルメントの劣化を低減する。
- 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: Microwave technology plays a central role in current wireless communications,
standing among them mobile communication and local area networks (LANs). The
microwave range shows relevant advantages with respect to other frequencies in
open-air transmission, such as low absorption losses and low energy
consumption, and it is additionally the natural working frequency in
superconducting quantum technologies. Entanglement distribution between
separate parties is at the core of secure quantum communications. Therefore,
understanding its limitations in realistic open-air settings, specially in the
rather unexplored microwave regime, is crucial for transforming microwave
quantum communications into a mainstream technology. Here, we investigate the
feasibility of an open-air entanglement distribution scheme with microwave
two-mode squeezed states. First, we study the reach of direct entanglement
transmission in open-air, obtaining a maximum distance of approximately 500
meters in a realistic setting with state-of-the-art experimental parameters.
Afterwards, we adapt entanglement distillation and entanglement swapping
protocols to microwave technology in order to reduce environmental entanglement
degradation. While entanglement distillation helps to increase quantum
correlations in the short-distance low-squeezing regime by up to $46\%$,
entanglement swapping increases the reach by $14\%$. Then, we compute the
fidelity of a continuous-variable quantum teleportation protocol using
open-air-distributed entanglement as a resource. Finally, we adapt the
machinery to explore the limitations of quantum communication between
satellites, where the thermal noise impact is substantially reduced and
diffraction losses are dominant.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波技術は現在の無線通信において中心的な役割を担い、その中に移動通信やローカルエリアネットワーク(LAN)がある。
マイクロ波範囲は、低吸収損失や低エネルギー消費など、オープンエア伝送の他の周波数と関連する利点を示しており、さらに超伝導量子技術における自然な作業周波数でもある。
異なるパーティ間の絡み合い分布は、セキュアな量子通信の中核にある。
したがって、現実の野外環境、特に未熟なマイクロ波環境におけるその限界を理解することは、マイクロ波量子通信を主流技術に変換する上で重要である。
本稿では,マイクロ波2モード圧縮状態を用いた開空気絡み合い分布方式の実現可能性について検討する。
まず, 現状実験パラメータを用いた実測環境において, 大気中の直接絡み合いの到達範囲について検討し, 最大距離約500mを求める。
その後, エンタングルメント蒸留およびエンタングルメント交換プロトコルをマイクロ波技術に適用し, 環境エンタングルメント劣化を低減する。
エンタングルメント蒸留は、短距離低スチーズ状態における量子相関を最大4,6\%$に向上させるのに役立ち、エンタングルメント交換は14\%$に到達する。
次に,オープンエア分散エンタングルメントを資源として,連続可変量子テレポーテーションプロトコルの忠実度を計算する。
最後に、熱雑音の影響が大幅に減少し、回折損失が支配的となる衛星間の量子通信の限界を探索するために機械を適用する。
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