論文の概要: Zero-Added-Loss Entangled Photon Multiplexing for Ground- and
Space-Based Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.03670v3
- Date: Thu, 13 Apr 2023 16:49:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-14 20:42:58.749740
- Title: Zero-Added-Loss Entangled Photon Multiplexing for Ground- and
Space-Based Quantum Networks
- Title（参考訳）: 地上および宇宙ベースの量子ネットワークのためのゼロアドデンドロスアンタングル光子多重化
- Authors: Kevin C. Chen, Prajit Dhara, Mikkel Heuck, Yuan Lee, Wenhan Dai,
Saikat Guha, Dirk Englund
- Abstract要約: 準決定論的光子対源に基づく量子ネットワークにおける光絡み分布の計算法を提案する。
我々のアーキテクチャは、近い将来、グローバルスケールの量子ネットワークを実現するための青写真を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.4075366828302482
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We propose a scheme for optical entanglement distribution in quantum networks
based on a quasi-deterministic entangled photon pair source. By combining
heralded photonic Bell pair generation with spectral mode conversion to
interface with quantum memories, the scheme eliminates switching losses due to
multiplexing. We analyze this `zero-added-loss multiplexing' (ZALM) Bell pair
source for the particularly challenging problem of long-baseline entanglement
distribution via satellites and ground-based memories, where it unlocks
additional advantages: (i) the substantially higher channel efficiency $\eta$
of \textit{downlinks} vs.\ \textit{uplinks} with realistic adaptive optics, and
(ii) photon loss occurring \textit{before} interaction with the quantum memory
-- i.e., Alice and Bob receiving rather than transmitting -- improve
entanglement generation rate scaling by $\mathcal{O}(\sqrt{\eta})$. Based on
numerical analyses, we estimate our protocol to achieve $>$10$~$ebits/s at
memory multiplexing of $10^2$ spin qubits for ground distance $>$10$^2~$km,
with the spin-spin Bell state fidelity exceeding 99$\%$. Our architecture
presents a blueprint for realizing global-scale quantum networks in the
near-term.
- Abstract（参考訳）: 準決定論的光子対源に基づく量子ネットワークにおける光絡み分布の計算法を提案する。
階層化されたフォトニックベル対生成とスペクトルモード変換を量子メモリと組み合わせることで、多重化によるスイッチング損失を解消する。
我々は、このZALM(Zero-added-loss multiplexing) Bellペアソースを分析し、衛星と地上記憶による長いベースラインの絡み合い分布の特に困難な問題について分析し、さらなる利点を開拓する。
(i)$\eta$ of \textit{downlinks} vs.
現実的な適応光学系を持つ \\textit{uplinks} と
(ii) 量子メモリとの相互作用が発生する光子損失(つまり、伝送ではなくアリスとボブの受信)は、$\mathcal{O}(\sqrt{\eta})$ による絡み合い生成率のスケーリングを改善する。
数値解析により、スピンスピンベル状態の忠実度が99$0%以上である地上距離で10^2$ spin qubitsのメモリ多重化で10$〜$ebits/sを達成するように提案プロトコルを推定した。
我々のアーキテクチャは、近い将来、グローバルスケールの量子ネットワークを実現するための青写真を提供する。
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