論文の概要: Immense Fidelity Enhancement of Encoded Quantum Bell Pairs at Short and Long-distance Communication along with Generalized Design of Circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.07425v1
• Date: Mon, 13 Mar 2023 19:02:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 17:39:34.520633
• Title: Immense Fidelity Enhancement of Encoded Quantum Bell Pairs at Short and Long-distance Communication along with Generalized Design of Circuit
• Title（参考訳）: 回路の一般化設計を伴う短距離・長距離通信における符号化量子ベル対のImmense Fidelity向上
• Authors: Syed Emad Uddin Shubha, Md. Saifur Rahman, M.R.C. Mahdy
• Abstract要約: 適切なエンコーディングを使用すると、すべてのビットフリップエラーやその他のエラーをかなり広範囲に修正できる、長距離通信のための新しいモデルが導入された。 我々は,長距離・短距離アプリケーションにおける誤り訂正能力を識別するために,復号化のための安定化器形式と繰り返し符号を適用した。 対照的に、ベル状態が長距離通信で使用される場合、エラー検出と補正能力は大幅に低下する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2320417845168326
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum entanglement is a unique criterion of the quantum realm and an essential tool to secure quantum communication. Ensuring high-fidelity entanglement has always been a challenging task owing to interaction with the hostile channel environment created due to quantum noise and decoherence. Though several methods have been proposed, achieving almost 100% error correction is still a gigantic task. As one of the main contributions of this work, a new model for large distance communication has been introduced, which can correct all bit flip errors or other errors quite extensively if proper encoding is used. To achieve this purpose, at the very first step, the idea of differentiating the long and short-distance applications has been introduced. Short-distance is determined by the maximum range of applying unitary control gates by the qubit technology. As far as we know, there is no previous work that distinguishes long and short distance applications. At the beginning, we have applied stabilizer formalism and Repetition Code for decoding to distinguish the error correcting ability in long and short distance communication. Particularly for short distance communication, it has been demonstrated that a properly encoded bell state can identify all the bit flip, or phase flip errors with 100% accuracy theoretically. In contrast, if the bell states are used in long distance communication, the error-detecting and correcting ability reduces at huge amounts. To increase the fidelity significantly and correct the errors quite extensively for long-distance communication, a new model based on classical communication protocol has been proposed. All the required circuits in these processes have been generalized during encoding. Proposed analytical results have also been verified with the Simulation results of IBM QISKIT QASM.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングルメントは量子領域のユニークな基準であり、量子通信を確保するための重要なツールである。 量子ノイズとデコヒーレンスによって生じる敵対的なチャネル環境との相互作用のため、高忠実な絡み合いが常に難しい課題であった。 いくつかの手法が提案されているが、100%近い誤り訂正を達成することは依然として大きな課題である。 この研究の主な貢献の一つとして、全てのビットフリップエラーや他のエラーを適切なエンコーディングで大幅に訂正できる、長距離通信の新しいモデルが導入されている。 この目的を達成するために、最初のステップで、長距離および短距離アプリケーションを区別するアイデアが導入された。 近距離はqubit技術によってユニタリ制御ゲートを適用する最大範囲によって決定される。 われわれが知る限りでは、長距離と短距離のアプリケーションを区別する以前の研究はない。 はじめに,長距離通信における誤り訂正能力を識別するために,復号化のための安定化器形式と繰り返し符号を適用した。 特に近距離通信では、適切に符号化されたベル状態が、理論上100%精度で全てのビットフリップや位相フリップ誤差を識別できることが示されている。 対照的に、ベル状態が長距離通信に使用される場合、エラー検出と補正能力は膨大な量で低下する。 長距離通信において,忠実度を大幅に向上し,エラーを広範囲に補正するために,古典的通信プロトコルに基づく新しいモデルが提案されている。 これらのプロセスに必要な回路はすべて符号化中に一般化されている。 解析結果はIBM QISKIT QASMのシミュレーション結果でも検証されている。

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