論文の概要: Exact rate analysis for quantum repeaters with imperfect memories and
entanglement swapping as soon as possible
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.10318v1
- Date: Sat, 19 Mar 2022 12:55:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-21 08:44:10.836119
- Title: Exact rate analysis for quantum repeaters with imperfect memories and
entanglement swapping as soon as possible
- Title（参考訳）: 不完全記憶と絡み替えをできるだけ早く行う量子リピータのエクササイズ解析
- Authors: Lars Kamin, Evgeny Shchukin, Frank Schmidt, Peter van Loock
- Abstract要約: 本稿では,線形量子リピータチェーンを用いた秘密鍵の正確なレート解析について述べる。
メモリカットオフ、多重化、初期状態、ゲート忠実度交換などの追加ツールやパラメータについて検討する。
- 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: We present an exact rate analysis for a secret key that can be shared among
two parties employing a linear quantum repeater chain. One of our main
motivations is to address the question whether simply placing quantum memories
along a quantum communication channel can be beneficial in a realistic setting.
The underlying model assumes deterministic entanglement swapping of single-spin
quantum memories and it excludes probabilistic entanglement distillation, and
thus two-way classical communication, on higher nesting levels. Within this
framework, we identify the essential properties of any optimal repeater scheme:
entanglement distribution in parallel, entanglement swapping as soon and
parallel quantum storage as little as possible. While these features are
obvious or trivial for the simplest repeater with one middle station, for more
stations they cannot always be combined. We propose an optimal scheme including
channel loss and memory dephasing, proving its optimality for the case of two
stations and conjecturing it for the general case. In an even more realistic
setting, we consider additional tools and parameters such as memory cut-offs,
multiplexing, initial state and swapping gate fidelities, and finite link
coupling efficiencies in order to identify potential regimes in memory-assisted
quantum key distribution beyond one middle station that exceed the rates of the
smallest quantum repeaters as well as those obtainable in all-optical schemes
unassisted by stationary memory qubits and two-way classical communication.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,線形量子リピータチェーンを用いた秘密鍵の正確なレート解析について述べる。
私たちの主な動機の1つは、量子通信チャネルに量子メモリを置くことが現実的な環境では有益かどうかという疑問に答えることです。
基礎となるモデルは、単一スピン量子メモリの決定論的絡み合い交換を仮定し、より高いネスティングレベルにおいて確率的絡み合い蒸留、したがって双方向の古典的通信を除外する。
このフレームワークの中で、任意の最適なリピータスキームの本質的性質を識別する: エンタングルメント分布を並列に、エンタングルメントスワッピングをできるだけ早く、並列量子ストレージを可能な限り少なくする。
これらの特徴は1つの中間駅を持つ最も単純なリピータにとって明らかまたは自明であるが、より多くの駅では常に組み合わせることはできない。
本稿では,チャネル損失とメモリ劣化を含む最適手法を提案し,その最適性を2つの局で証明し,一般の場合で導出する。
さらに現実的な設定では、メモリカットオフ、多重化、初期状態、ゲートフィリティの交換、有限リンク結合効率といった追加のツールやパラメータを検討し、最小の量子リピータのレートを超える1つの中間局を超えるメモリアシスト量子鍵分布の潜在的な状態と、静止メモリキュービットや双方向の古典的通信によって補助されない全光学スキームで得られるものを特定する。
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