論文の概要: SurfaceNet: Fault-Tolerant Quantum Networks with Surface Codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.13628v1
• Date: Fri, 20 Oct 2023 16:24:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-10-23 21:52:46.154620
• Title: SurfaceNet: Fault-Tolerant Quantum Networks with Surface Codes
• Title（参考訳）: SurfaceNet: 表面コード付きフォールトトレラント量子ネットワーク
• Authors: Tianjie Hu, Jindi Wu, Qun Li
• Abstract要約: SurfaceNetは、メッセージの保存と転送のための論理キュービットとしてサーフェスコードを使用する量子ネットワークである。 ネットワークアーキテクチャにサーフェスコードをよりうまく組み込むように設計された,新しい一方向量子通信手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.944252604237127
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum networks serve as the means to transmit information, encoded in quantum bits or qubits, between quantum processors that are physically separated. Given the instability of qubits, the design of such networks is challenging, necessitating a careful balance between reliability and efficiency. Typically, quantum networks fall into two categories: those utilize quantum entanglements for quantum teleportation, and those directly transfer quantum message. In this paper, we present SurfaceNet, a quantum network in the second category that employs surface codes as logical qubits for preserving and transferring message. Our approach of using surface codes can fault-tolerantly correct both operational and photon loss errors within the network. We propose a novel one-way quantum communication procedure, designed to better integrate surface codes into our network architecture. We also propose an efficient routing protocol that optimizes resource utilization for our communication procedure. Simulation results demonstrate that SurfaceNet significantly enhances the overall communication fidelity.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、物理的に分離された量子プロセッサ間で、量子ビットまたは量子ビットに符号化された情報を送信する手段として機能する。 量子ビットの不安定さを考えると、そのようなネットワークの設計は困難であり、信頼性と効率のバランスが慎重に必要である。 量子ネットワークは通常、量子テレポーテーションに量子エンタングルメントを使用し、量子メッセージを直接転送する2つのカテゴリに分類される。 本稿では、表面符号を論理キュービットとして利用し、メッセージを保存・転送する第2カテゴリの量子ネットワークであるsurfacenetを提案する。 サーフェス符号を用いるアプローチは、ネットワーク内の動作および光子損失エラーの両方をフォールトトレラントに補正することができる。 本稿では,表面符号をネットワークアーキテクチャに統合する新しい一方向量子通信手法を提案する。 また,通信手順のリソース利用を最適化する効率的なルーティングプロトコルを提案する。 シミュレーションの結果,SurfaceNetは通信の完全性を大幅に向上させることがわかった。

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