論文の概要: Advancing Quantum Networking: Some Tools and Protocols for Ideal and
Noisy Photonic Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02515v1
- Date: Mon, 4 Mar 2024 22:06:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-06 16:49:31.592527
- Title: Advancing Quantum Networking: Some Tools and Protocols for Ideal and
Noisy Photonic Systems
- Title（参考訳）: 量子ネットワークの進歩:理想とノイズのフォトニックシステムのためのツールとプロトコル
- Authors: Jason Saied, Jeffrey Marshall, Namit Anand, Shon Grabbe, Eleanor G.
Rieffel
- Abstract要約: フォトニックリンクは量子ネットワークを可能にする。
フォトニックリンクは、大規模量子コンピュータを実現するために、コロケーションの量子プロセッサを接続する。
フォトニックリンクは宇宙の離れたノードをリンクし、基礎物理学の新しいテストを可能にする。
- 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: Quantum networking at many scales will be critical to future quantum
technologies and experiments on quantum systems. Photonic links enable quantum
networking. They will connect co-located quantum processors to enable
large-scale quantum computers, provide links between distant quantum computers
to support distributed, delegated, and blind quantum computing, and will link
distant nodes in space enabling new tests of fundamental physics. Here, we
discuss recent work advancing photonic tools and protocols that support quantum
networking. We provide analytical results and numerics for the effect of
distinguishability errors on key photonic circuits; we considered a variety of
error models and developed new metrics for benchmarking the quality of
generated photonic states. We review a distillation protocol by one of the
authors that mitigates distinguishability errors. We also review recent results
by a subset of the authors on the efficient simulation of photonic circuits via
approximation by coherent states. We study some interactions between the theory
of universal sets, unitary t-designs, and photonics: while many of the results
we state in this direction may be known to experts, we aim to bring them to the
attention of the broader quantum information science community and to phrase
them in ways that are more familiar to this community. We prove, translating a
result from representation theory, that there are no non-universal infinite
closed $2$-designs in $U(V)$ when $\dim V \geq 2$. As a consequence, we observe
that linear optical unitaries form a $1$-design but not a 2-design. Finally, we
apply a result of Oszmaniec and Zimbor\'{a}s to prove that augmenting the
linear optical unitaries with any nontrivial SNAP gate is sufficient to achieve
universality.
- Abstract（参考訳）: 多くのスケールでの量子ネットワークは、将来の量子技術や量子システムの実験にとって重要である。
フォトニックリンクは量子ネットワークを可能にする。
彼らはコロケーションされた量子プロセッサを接続し、大規模量子コンピュータを可能にし、分散、デリゲート、盲点量子コンピューティングをサポートするために遠くの量子コンピュータ間のリンクを提供し、宇宙の遠くのノードをリンクして基礎物理学の新たなテストを可能にする。
本稿では,量子ネットワークをサポートするフォトニクスツールとプロトコルの進歩について述べる。
我々は,鍵フォトニック回路における識別可能性誤差の影響について解析結果と数値を提供し,様々な誤差モデルを検討し,生成したフォトニック状態の品質をベンチマークするための新しい指標を開発した。
本稿では, 識別性エラーを緩和する蒸留プロトコルについて検討する。
また,コヒーレント状態による近似によるフォトニック回路の効率的なシミュレーションに関する著者のサブセットによる最近の結果について検討する。
我々は、普遍集合の理論、ユニタリt-デザイン、フォトニクスの間の相互作用について研究し、この方向で述べる結果の多くは専門家に知られているかもしれないが、より広い量子情報科学コミュニティの注意を惹きつけ、このコミュニティにより馴染みのある方法でそれらを説明することを目指している。
我々は、表現論の結果を翻訳し、$\dim V \geq 2$ のとき、$U(V)$ の非ユニバーサル無限閉2$-設計は存在しないことを証明した。
結果として、線形光学ユニタリが1ドルの設計であるが2つの設計ではないことを観察する。
最後に、Oszmaniec と Zimbor\'{a} の結果を適用し、任意の非自明な SNAP ゲートで線形光学ユニタリを増大させることが普遍性を達成するのに十分であることを示す。
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