論文の概要: Memoryless quantum repeaters based on cavity-QED and coherent states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02443v1
- Date: Wed, 6 Jul 2022 05:21:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-06 09:56:39.949385
- Title: Memoryless quantum repeaters based on cavity-QED and coherent states
- Title（参考訳）: 空洞QEDとコヒーレント状態に基づくメモリレス量子リピータ
- Authors: Pei-Zhe Li and Peter van Loock
- Abstract要約: キャビティQEDに基づく量子リピータ方式と、回転対称ボソニック符号によるチャネル損失の量子誤差補正を提案する。
数値シミュレーションにより、長距離の量子通信における全忠実度と成功確率が、ほぼ一意に近づくことを示した。
空洞QED設定に基づいて、このスキームは室温および光周波数で実現できる。
- 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: A quantum repeater scheme based on cavity-QED and quantum error correction of
channel loss via rotation-symmetric bosonic codes (RSBC) is proposed to
distribute atomic entangled states over long distances without memories and at
high clock rates. In this scheme, controlled rotation gates, i.e., phase shifts
of the propagating light modes conditioned upon the state of an atom placed in
a cavity, provide a mechanism both for the entangled-state preparations and for
the error syndrome identifications. The distributed entangled pairs can then be
used for quantum key distribution (QKD). In order to assess the performance of
this repeater protocol, an explicit instance of RSBC--multi-component cat codes
are studied quantitatively. A numerical simulation shows that the total
fidelity and the success probability for quantum communication over a long
distance (such as 1000km) both can almost approach unity provided a small
enough elementary distance between stations (smaller than 0.1km or 0.01km) and
rather low local losses (up to 0.1%) are considered. Secret key rates can
become correspondingly high, both per channel use, beating the repeaterless
bound, and per second thanks to the relatively high clock rates of the
memoryless scheme. It is predicted from these results that a larger elementary
distance might also keep both the fidelity and the success probability close to
unity if higher-loss codes are employed. Based upon the cavity-QED setting,
this scheme can be realized at room temperature and at optical frequencies.
- Abstract（参考訳）: 回転対称ボソニック符号(RSBC)によるチャネル損失のキャビティQEDと量子誤差補正に基づく量子リピータ方式を提案し,記憶のない長距離及び高クロック速度で原子絡み合った状態を分散する。
このスキームでは、制御された回転ゲート、すなわちキャビティに配置された原子の状態に条件付けられた伝播光モードの位相シフトが、絡み合った状態の準備とエラーシンドロームの識別のためのメカニズムを提供する。
分散した絡み合ったペアは量子鍵分布 (qkd) に使うことができる。
この中継プロトコルの性能を評価するために,RSBC-複数成分猫符号の明示的なインスタンスを定量的に検討した。
数値シミュレーションにより、長距離(1000kmなど)における量子通信の総忠実度と成功確率はどちらもほぼ一様であり、駅間(0.1km以上または0.01km未満)の小さな初等距離と、より低い局所損失(最大0.1%)を考えることができる。
シークレット鍵レートは、チャネルの使用量によっても、メモリレススキームのクロックレートが比較的高いため、リピータレスバウンドを上回っても、1秒あたりも高い値になる可能性がある。
これらの結果から,高損失符号を用いた場合,初等距離が大きくなると忠実度と成功確率が一致しない可能性が示唆された。
キャビティqed設定に基づき、このスキームは室温および光周波数で実現可能である。
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