論文の概要: End-to-End Capacities of Imperfect-Repeater Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.05481v1
- Date: Tue, 12 Jul 2022 11:46:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-05 09:47:56.453644
- Title: End-to-End Capacities of Imperfect-Repeater Quantum Networks
- Title（参考訳）: 不完全なリピータ量子ネットワークの終端容量
- Authors: Cillian Harney, Stefano Pirandola
- Abstract要約: ノイズリピータ量子ネットワークに対する達成可能なエンド・ツー・エンドのレートを示す。
これらは、コヒーレントおよび逆コヒーレント情報を拡張して得られる。
また, 適切な単一エッジ容量境界を補うことで, 上界の厳密さを導出できることを示す。
- 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: The optimal performance of a communication network is limited not only by the
quality of point-to-point channels, but by the efficacy of its constituent
technologies. Understanding the limits of quantum networks requires an
understanding of both the ultimate capacities of quantum channels and the
efficiency of imperfect quantum repeaters. In this work, using a recently
developed node-splitting technique which introduces internal losses and noise
into repeater devices, we present achievable end-to-end rates for
noisy-repeater quantum networks. These are obtained by extending the coherent
and reverse coherent information (single channel capacity lower bounds) into
end-to-end capacity lower bounds, both in the context of single-path and
multi-path routing. These achievable rates are completely general, and apply to
networks composed of arbitrary channels arranged in general topologies. Through
this general formalism, we show how tight upper-bounds can also be derived by
supplementing appropriate single-edge capacity bounds. As a result, we develop
tools which provide tight performance bounds for quantum networks constituent
of channels whose capacities are not exactly known, and reveal critical network
properties which are necessary for high-rate quantum communications. This
permits the investigation of pertinent classes of quantum networks with
realistic technologies; qubit amplitude damping networks and bosonic
thermal-loss networks.
- Abstract（参考訳）: 通信ネットワークの最適性能は、ポイントツーポイントチャネルの品質だけでなく、その構成技術の有効性によっても制限される。
量子ネットワークの限界を理解するには、量子チャネルの究極の容量と不完全な量子リピータの効率の両方を理解する必要がある。
本研究では、リピータデバイスに内部損失とノイズを導入するノード分割技術を用いて、ノイズリピータ量子ネットワークに対して達成可能なエンドツーエンドレートを示す。
これらは、単一経路およびマルチパスルーティングの文脈において、コヒーレントおよびリバースコヒーレント情報(単一チャネル容量下限)をエンド・ツー・エンド容量下限に拡張して得られる。
これらの実現可能な率は、完全に一般的であり、一般トポロジに配置された任意のチャネルからなるネットワークに適用できる。
この一般的な定式化を通じて、適切な一辺の容量境界を補うことによって、いかに緊密な上界を導出できるかを示す。
その結果,通信容量が正確には分かっていないチャネルの量子ネットワーク構成に厳密な性能バウンダリを提供するツールを開発し,高速な量子通信に必要な重要なネットワーク特性を明らかにする。
これにより、量子ネットワークの関連するクラスを現実的な技術(量子ビット振幅減衰ネットワークとボソニック熱損失ネットワーク)で調査することができる。
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