論文の概要: Scheduling Quantum Teleportation with Noisy Memories
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.06300v1
- Date: Thu, 12 May 2022 18:29:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-13 09:18:44.983400
- Title: Scheduling Quantum Teleportation with Noisy Memories
- Title（参考訳）: ノイズ記憶による量子テレポーテーションのスケジューリング
- Authors: Aparimit Chandra (1), Wenhan Dai (1 and 2), Don Towsley (1) ((1)
University of Massachusetts Amherst, (2) Massachusetts Institute of
Technology)
- Abstract要約: ノイズの多いメモリプラットフォームにおける量子ビットの格納による量子ネットワークのノードの忠実度に対するデコヒーレンスの影響を定量化する。
ノードにおける忠実度は項の線形和であり、時間とともに指数関数的に減衰し、その崩壊率はメモリプラットフォームのデコヒーレンス速度に依存することを示す。
バッファオーバーフロー管理のプッシュアウトを併用したLast In First Outのキュービット提供が,平均忠実度の観点から最適であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum teleportation channels can overcome the effects of photonic loss, a
major challenge in the implementation of a quantum network over fiber.
Teleportation channels are created by distributing an entangled state between
two nodes which is a probabilistic process requiring classical communication.
This causes critical delays that can cause information loss as quantum data
suffers from decoherence when stored in memory. In this work, we quantify the
effect of decoherence on fidelity at a node in a quantum network due to the
storage of qubits in noisy memory platforms. We model the memory platform as a
buffer that stores incoming qubits waiting for the creation of a teleportation
channel. Memory platforms are parameterized with decoherence rate and buffer
size, in addition to the order in which the incoming qubits are served. We show
that fidelity at a node is a linear sum of terms, exponentially decaying with
time, where the decay rate depends on the decoherence rate of the memory
platform. This allows us to utilize Laplace Transforms to derive efficiently
computable functions of average fidelity with respect to the load, buffer size,
and decoherence rate of the memory platform. We prove that serving qubits in a
Last In First Out order with pushout for buffer overflow management is optimal
in terms of average fidelity. Lastly, we apply this framework to model a single
repeater node to calculate the average fidelity of the teleportation channels
created by this repeater assuming perfect gate operations.
- Abstract（参考訳）: 量子テレポーテーションチャネルは、ファイバー上の量子ネットワークの実装における大きな課題であるフォトニックロスの効果を克服することができる。
テレポーテーションチャネルは、古典的な通信を必要とする確率過程である2つのノード間で絡み合った状態を分散することによって生成される。
これは、量子データがメモリに格納されたときにデコヒーレンスに悩まされるため、情報損失を引き起こす重大な遅延を引き起こす。
本研究では,量子ネットワークのノードにおける非コヒーレンスの影響を,ノイズの多いメモリプラットフォームにおける量子ビットの保存により定量化する。
我々は、メモリプラットフォームを、テレポーテーションチャネルの作成を待つ入力キュービットを格納するバッファとしてモデル化する。
メモリプラットフォームは、受信キュービットが提供される順序に加えて、デコヒーレンスレートとバッファサイズでパラメータ化される。
ノードにおける忠実度は項の線形和であり、時間とともに指数関数的に減衰し、その崩壊率はメモリプラットフォームのデコヒーレンス速度に依存することを示す。
これにより、Laplace Transformsを使用して、メモリプラットフォームの負荷、バッファサイズ、デコヒーレンス率に関して、平均忠実度を効率的に計算可能な関数を導出することができる。
バッファオーバーフロー管理のプッシュアウトを併用したLast In First Outのキュービットが,平均忠実度の観点から最適であることを示す。
最後に,このフレームワークを用いて単一リピータノードをモデル化し,このリピータが生成するテレポーテーションチャネルの平均忠実度を,完全ゲート操作と仮定して算出する。
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