論文の概要: Complete analysis of a realistic fiber-based quantum repeater scheme
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.04151v2
- Date: Thu, 21 Sep 2023 05:23:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-22 18:35:11.417310
- Title: Complete analysis of a realistic fiber-based quantum repeater scheme
- Title（参考訳）: 現実的なファイバーベース量子リピータスキームの完全解析
- Authors: Adam Kinos, Andreas Walther, Stefan Kr\"oll, and Lars Rippe
- Abstract要約: 遠距離の絡み合いを分散するための量子リピータプロトコルを提案する。
このプロトコルは、クビットと光子から切り離されたエミッターを残し、他のクビットと再結合できるように再利用する。
1秒前後の量子ビットメモリコヒーレンス時間と、10〜3ドル程度の2ビットゲートと測定誤差に到達して、直接送信で達成可能な距離よりも長い適切な秘密鍵レートを得ることが重要である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.8356833388425764
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We present a quantum repeater protocol for distributing entanglement over
long distances, where each repeater node contains several qubits that can
couple to one single-photon emitter. Photons from the emitters perform heralded
entanglement generation between qubits in neighboring nodes. The protocol
leaves the emitters disentangled from the qubits and photons, thus allowing
them to be reused to entangle other qubits. The protocol can therefore be time
multiplexed, which increases the rate of generated EPR pairs. Deterministic
entanglement swapping and heralded entanglement purification are used to extend
the distance of the entanglement and reduce the error of the entangled qubits,
respectively. We perform a complete protocol analysis by considering all
relevant error sources, such as initialization, two-qubit gate, and qubit
measurement errors, as well as the exponential decoherence of the qubits with
time. The latter is particularly important since we analyze the protocol
performance for a broad range of experimental parameters and obtain secret key
rates ranging from $1 \rightarrow 1000$ Hz at a distance of $1000$ km. Our
results suggest that it is important to reach a qubit memory coherence time of
around one second, and two-qubit gate and measurement errors in the order of
$10^{-3}$ to obtain reasonable secret key rates over distances longer than
achievable with direct transmission.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,長距離の絡み合いを分散する量子リピータプロトコルを提案し,各リピータノードは1つの単一光子エミッタに結合可能な複数のキュービットを含む。
エミッタからの光子は、隣接ノード内のキュービット間のエンタングルメント生成を実行する。
このプロトコルは、エミッタを量子ビットと光子から切り離すため、他の量子ビットを絡めるために再利用することができる。
したがって、プロトコルは時間多重化され、生成されたEPRペアの速度が増加する。
エンタングルメントの距離を延ばし、エンタングルド量子ビットの誤差を低減するために、決定論的エンタングルメントスワッピングとシェラルドエンタングルメント浄化を用いる。
我々は,初期化,2量子ゲート,キュービット測定誤差などの関連するすべてのエラー源と,時間とともにキュービットの指数的デコヒーレンスを考慮し,完全なプロトコル解析を行う。
後者は、幅広い実験パラメータのプロトコル性能を分析し、1000ドルの距離で1ドル1000ドルHzから秘密鍵レートを得るため、特に重要である。
以上の結果から,1秒あたりのメモリコヒーレンス時間と2キュービットゲートと測定誤差が10^{-3}$の順に到達し,直接伝送で達成可能な距離よりも長い距離で合理的な秘密鍵レートを得ることが重要であることが示唆された。
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