論文の概要: Nonlocal photonic quantum gates over 7.0 km
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.15634v2
- Date: Mon, 07 Oct 2024 14:29:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-08 13:12:06.627696
- Title: Nonlocal photonic quantum gates over 7.0 km
- Title（参考訳）: 7.0kmを超える非局所フォトニック量子ゲート
- Authors: Xiao Liu, Xiao-Min Hu, Tian-Xiang Zhu, Chao Zhang, Yi-Xin Xiao, Jia-Le Miao, Zhong-Wen Ou, Bi-Heng Liu, Zong-Quan Zhou, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo,
- Abstract要約: 空間的に7.0km離れている2つのノード間の非局所フォトニック量子ゲートを実証する。
その結果は、大都市圏における量子ゲートの実証実験である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.545769900845797
- License:
- Abstract: Quantum networks provide a prospective paradigm to connect separated quantum nodes, which relies on the distribution of long-distance entanglement and active feedforward control of qubits between remote nodes. Such approaches can be utilized to construct nonlocal quantum gates, forming building blocks for distributed quantum computing and other novel quantum applications. However, these gates have only been realized within single nodes or between nodes separated by a few tens of meters, limiting the ability to harness computing resources in large-scale quantum networks. Here, we demonstrate nonlocal photonic quantum gates between two nodes spatially separated by 7.0 km using stationary qubits based on multiplexed quantum memories, flying qubits at telecom wavelengths, and active feedforward control based on field-deployed fibers. Furthermore, we illustrate quantum parallelism by implementing the Deutsch-Jozsa algorithm and the quantum phase estimation algorithm between the two remote nodes. These results represent a proof-of-principle demonstration of quantum gates over metropolitan-scale distances and lay the foundation for the construction of large-scale distributed quantum networks relying on existing fiber channels.
- Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、距離の長い絡み合いの分布と、遠隔ノード間の量子ビットのアクティブフィードフォワード制御に依存する、分離された量子ノードを接続するための予測パラダイムを提供する。
このようなアプローチは非局所量子ゲートの構築に利用でき、分散量子コンピューティングや他の新しい量子アプリケーションのためのビルディングブロックを形成することができる。
しかし、これらのゲートは単一ノード内または数メートル離れたノード間でのみ実現されており、大規模量子ネットワークにおける計算資源の活用が制限されている。
ここでは、多重量子メモリに基づく静止量子ビット、テレコム波長でのフライング量子ビット、フィールド展開ファイバに基づくアクティブフィードフォワード制御を用いて、空間的に7.0km離れた2つのノード間の非局所フォトニック量子ゲートを実証する。
さらに、Deutsch-Jozsaアルゴリズムと2つのリモートノード間の量子位相推定アルゴリズムを実装することにより、量子並列性を示す。
これらの結果は、大都市圏間距離における量子ゲートの実証実証であり、既存のファイバーチャネルに依存した大規模分散量子ネットワークの構築の基礎を築いた。
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