論文の概要: Continuously Distributing Entanglement in Quantum Networks with Regular
Topologies
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.01527v1
- Date: Fri, 2 Feb 2024 16:14:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-05 14:28:06.332972
- Title: Continuously Distributing Entanglement in Quantum Networks with Regular
Topologies
- Title（参考訳）: 正規位相をもつ量子ネットワークにおける絡み合いの連続分布
- Authors: Lars Talsma, \'Alvaro G. I\~nesta and Stephanie Wehner
- Abstract要約: 小さな相互接続量子プロセッサは、量子計算問題に対処するために協力することができる。
ノード間の絡み合いを連続的に分散するプロトコルを解析する。
仮想近傍サイズを用いてプロトコルの性能を評価する。
- 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: Small interconnected quantum processors can collaborate to tackle quantum
computational problems that typically demand more capable devices. These linked
processors, referred to as quantum nodes, can use shared entangled states to
execute nonlocal operations. As a consequence, understanding how to distribute
entangled states among nodes is essential for developing hardware and software.
We analyze a protocol where entanglement is continuously distributed among
nodes that are physically arranged in a regular pattern: a chain, a honeycomb
lattice, a square grid, and a triangular lattice. These regular patterns allow
for the modular expansion of networks for large-scale distributed quantum
computing. Within the entanglement distribution protocol, nodes can fix the
probability of attempting entanglement swaps to trade off multiple entangled
states shared with neighboring nodes for fewer entangled states shared with
non-neighboring nodes. We evaluate the protocol's performance using the virtual
neighborhood size -- a metric indicating the number of other nodes with which a
given node shares entangled states. Employing numerical methods, we find that
nodes must perform more swaps to maximize the virtual neighborhood size when
coherence times are short. In a chain network, the virtual neighborhood size's
dependence on swap attempt probability differs for each node based on its
distance from the end of the chain. Conversely, all nodes in the square grid
exhibit a qualitatively similar dependence of the virtual neighborhood size on
the swap probability.
- Abstract（参考訳）: 小さな相互接続型量子プロセッサは、通常より有能なデバイスを必要とする量子計算問題に対処するために協力することができる。
これらの連結プロセッサは量子ノードと呼ばれ、共有絡み合った状態を使用して非局所的な操作を実行することができる。
結果として、ノード間の絡み合った状態の分散方法を理解することは、ハードウェアやソフトウェアの開発に不可欠である。
我々は,チェーン,ハニカム格子,正方形格子,三角形格子という,物理的に規則的なパターンで配置されたノード間で絡み合いが連続的に分散されるプロトコルを解析する。
これらの規則パターンは、大規模分散量子コンピューティングのためのネットワークのモジュラー拡張を可能にする。
絡み合い分布プロトコルでは、隣接するノードと共有される複数の絡み合い状態と、非隣ノードと共有されるより少ない絡み合い状態とを交換するために、絡み合いスワップを試みようとする確率を修正することができる。
我々は,仮想近傍サイズを用いて,あるノードが絡み合った状態を共有する他のノードの数を示す指標を用いて,プロトコルの性能を評価する。
数値的手法を用いることで,コヒーレンス時間が短ければ仮想近傍サイズを最大化するために,ノードがより多くのスワップを実行しなければならないことが分かった。
チェーンネットワークでは、チェーンの終端からの距離に基づいて、スワップ試行確率に対する仮想近傍の大きさの依存性が異なる。
逆に、正方形格子の全てのノードは、スワップ確率に対する仮想近傍の大きさの質的に類似した依存性を示す。
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