論文の概要: Fundamental Limitations on Communication over a Quantum Network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.04983v1
• Date: Thu, 8 Jun 2023 07:13:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-09 15:53:34.705996
• Title: Fundamental Limitations on Communication over a Quantum Network
• Title（参考訳）: 量子ネットワーク上の通信に関する基礎的限界
• Authors: Junjing Xing, Tianfeng Feng, Zhaobing Fan, Haitao Ma, Kishor Bharti, Dax Enshan Koh, Yunlong Xiao
• Abstract要約: 量子力学の基本的な特徴である絡み合いは、セキュアな通信を可能にするための貴重な資源として長年認識されてきた。 本稿では,時間的絡み合いという,複数の時点にわたる絡み合いを調査するための枠組みを提案する。 情報伝達における量子ネットワークの性能はその時間的絡み合いに本質的に依存していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9241821314180374
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement, a fundamental feature of quantum mechanics, has long been recognized as a valuable resource in enabling secure communications and surpassing classical limits. However, previous research has primarily concentrated on static entangled states generated at a single point in time, overlooking the crucial role of the quantum dynamics responsible for creating such states. Here, we propose a framework for investigating entanglement across multiple time points, termed temporal entanglement, and demonstrate that the performance of a quantum network in transmitting information is inherently dependent on its temporal entanglement. Through case studies, we showcase the capabilities of our framework in enhancing conventional quantum teleportation and achieving exponential performance growth in the protocol of quantum repeaters. Additionally, our framework effectively doubles the communication distance in certain noise models. Our results address the longstanding question surrounding temporal entanglement within non-Markovian processes and its impact on quantum communication, thereby pushing the frontiers of quantum information science.
• Abstract（参考訳）: 量子力学の基本的な特徴であるエンタングルメントは、セキュアな通信と古典的な限界を越えるための貴重な資源として長年認識されてきた。 しかし、以前の研究は主に1つの点で生じる静的な絡み合った状態に集中しており、そのような状態を作り出すための量子力学の重要な役割を見越している。 本稿では,複数の時間点にまたがる絡み合いについて,時間絡みと呼ばれる枠組みを提案し,情報伝達における量子ネットワークの性能が本質的に時間絡み合いに依存することを示す。 ケーススタディを通じて、従来の量子テレポーテーションの強化と量子リピータのプロトコルにおける指数関数的性能向上を実現するための枠組みの能力を示す。 さらに,本フレームワークは,特定の雑音モデルにおける通信距離を効果的に2倍にする。 本研究では,非マルコフ過程における時間的絡み合いとその量子通信への影響について,量子情報科学のフロンティアを推し進める。

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