論文の概要: Entanglement topography of large-scale quantum networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.16009v2
- Date: Fri, 5 Jan 2024 14:04:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-08 17:28:10.443386
- Title: Entanglement topography of large-scale quantum networks
- Title（参考訳）: 大規模量子ネットワークの絡み合いトポグラフィ
- Authors: Md Sohel Mondal, Dov Fields, Vladimir S. Malinovsky, Siddhartha Santra
- Abstract要約: 分散量子情報処理に必要な大規模量子ネットワークは、遠方のネットワークノード間で量子絡み合ったシステムを持つように仮定される。
大規模量子ネットワークの一般モデルにおいて,パラメトリック・エンタングルメント・トポグラフィーを明らかにするとともに,エンタングルメント対応タスクの典型的な,最大実行可能領域の概念を導入する。
このような地形解析は、生存領域の観点から、量子ネットワークに関する重要な機能情報を明らかにし、エッジパラメータの実験目標を提供し、効率的な量子ネットワーク設計を導くことができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Large-scale quantum networks, necessary for distributed quantum information
processing, are posited to have quantum entangled systems between distant
network nodes. The extent and quality of distributed entanglement in a quantum
network, that is its functionality, depends on its topology, edge-parameter
distributions and the distribution protocol. We uncover the parametric
entanglement topography and introduce the notion of typical and maximal viable
regions for entanglement-enabled tasks in a general model of large-scale
quantum networks. We show that such a topographical analysis, in terms of
viability regions, reveals important functional information about quantum
networks, provides experimental targets for the edge parameters and can guide
efficient quantum network design. Applied to a photonic quantum network, such a
topographical analysis shows that in a network with radius $10^3$ kms and 1500
nodes, arbitrary pairs of nodes can establish quantum secure keys at a rate of
$R_{sec}=1$ kHz using $1$ MHz entanglement generation sources on the edges and
as few as 3 entanglement swappings at intermediate nodes along network paths.
- Abstract（参考訳）: 分散量子情報処理に必要な大規模量子ネットワークは、遠方のネットワークノード間で量子絡み合ったシステムを持つように仮定される。
量子ネットワークにおける分散絡み合いの程度と品質は、その機能である、そのトポロジ、エッジパラメータ分布、および分布プロトコルに依存する。
大規模量子ネットワークの一般モデルにおいて,パラメトリック・エンタングルメント・トポグラフィーを明らかにするとともに,エンタングルメント対応タスクの典型的な,最大実行可能領域の概念を導入する。
このような地形解析は,有効領域の観点から量子ネットワークに関する重要な機能情報を明らかにし,エッジパラメータの実験的ターゲットを提供し,効率的な量子ネットワーク設計を導くことができることを示す。
フォトニック量子ネットワークに適用すると、半径10^3$kmsと1500ノードのネットワークでは、任意のノードのペアが、エッジ上の1ドルMHzのエンタングルメント発生源と、ネットワークパスに沿った中間ノードでの3つのエンタングルメントスワップを使用して、$R_{sec}=1$ kHzの速度で量子セキュアキーを確立することができる。
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