論文の概要: Architecture and protocols for all-photonic quantum repeaters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.03748v1
• Date: Tue, 6 Jun 2023 15:08:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-07 14:57:20.049595
• Title: Architecture and protocols for all-photonic quantum repeaters
• Title（参考訳）: 全フォトニック量子リピータのアーキテクチャとプロトコル
• Authors: Naphan Benchasattabuse, Michal Hajdu\v{s}ek, Rodney Van Meter
• Abstract要約: リレーダグラフ状態(RGS)と呼ばれるグラフ状態に基づく全フォトニックリピータスキームは、光子損失に対する耐性と運用上のエラーを約束する。 本稿では,終端ノードが接続に参加する方法を考えるプロトコルとアーキテクチャを提案する。 RGSスキームは、メモリベースのリピータとエンドノードを接続するリンクアーキテクチャにおいて、秘密共有以上のアプリケーションに好適であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.0312968200748118
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: An all-photonic repeater scheme based on a type of graph state called a repeater graph state (RGS) promises tolerance to photon losses as well as operational errors, and offers a fast Bell pair generation rate, limited only by the RGS creation time (rather than enforced round-trip waits). Prior research on the topic has focused on the RGS generation and analyzing the secret key sharing rate, but there is a need to extend to use cases such as distributed computation or teleportation as will be used in a general-purpose Quantum Internet. Here, we propose a protocol and architecture that consider how end nodes participate in the connection; the capabilities and responsibilities of each node; the classical communications between nodes; and the Pauli frame correction information per end-to-end Bell pair. We give graphical reasoning on the correctness of the protocol via graph state manipulation rules. We then show that the RGS scheme is well suited to use in a link architecture connecting memory-based repeaters and end nodes for applications beyond secret sharing. Finally, we discuss the practicality of implementing our proposed protocol on quantum network simulators and how it can be integrated into an existing proposed quantum network architecture.
• Abstract（参考訳）: リピータグラフ状態(rgs)と呼ばれるグラフ状態に基づく全光子リピータスキームは、光子損失に対する耐性と運用エラーを保証し、rgs生成時間(強制されたラウンドトリップ待機時間ではなく)によってのみ制限される高速ベル対生成率を提供する。 このトピックに関する以前の研究は、rsgの生成と秘密鍵共有率の分析に焦点を当てているが、汎用量子インターネットで使用される分散計算やテレポーテーションといったユースケースに拡張する必要がある。 本稿では,終端ノードが接続にどのように関与するか,各ノードの能力と責務,ノード間の古典的通信,および終端ベル対当たりのPauliフレーム補正情報について検討するプロトコルとアーキテクチャを提案する。 グラフ状態操作ルールにより,プロトコルの正確性に関するグラフィカルな推論を行う。 次に、RGSスキームは、秘密共有を超えたアプリケーションのためのメモリベースのリピータとエンドノードを接続するリンクアーキテクチャでの使用に適していることを示す。 最後に,提案プロトコルを量子ネットワークシミュレータ上で実装することの実用性と,既存の量子ネットワークアーキテクチャにどのように統合できるかについて議論する。

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