論文の概要: Quantum Networks Enhanced by Distributed Quantum Memories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.16367v1
• Date: Mon, 25 Mar 2024 02:16:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-26 16:17:05.322510
• Title: Quantum Networks Enhanced by Distributed Quantum Memories
• Title（参考訳）: 分散量子メモリによる量子ネットワークの強化
• Authors: Xiangyi Meng, Nicolò Lo Piparo, Kae Nemoto, István A. Kovács,
• Abstract要約: 量子通信ネットワークに分散した量子メモリのネットワーク全体での相乗的利用が根本的な優位性をもたらすことを示す。 まず、局所記憶を用いた量子通信の問題を古典的連続体パーコレーションモデルにマッピングする。 この改良された写像は、乱れた量子磁石の再正規化群処理のデシミネーション規則に類似したグラフマージ規則で定式化することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Building large-scale quantum communication networks has its unique challenges. Here, we demonstrate that a network-wide synergistic usage of quantum memories distributed in a quantum communication network offers a fundamental advantage. We first map the problem of quantum communication with local usage of memories into a classical continuum percolation model. Then, we show that this mapping can be improved through a cooperation of entanglement distillation and relay protocols via remote access to distributed memories. This improved mapping, which we term $\alpha$-percolation, can be formulated in terms of graph-merging rules, analogous to the decimation rules of the renormalization group treatment of disordered quantum magnets. These rules can be performed in any order, yielding the same optimal result, which is characterized by the emergence of a ``positive feedback'' mechanism and the formation of spatially disconnected ``hopping'' communication components -- both marking significant improvements in quantum network connectivity.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子通信ネットワークの構築には、ユニークな課題がある。 ここでは、量子通信ネットワークに分散された量子メモリのネットワーク全体でのシナジスティック利用が、根本的な利点をもたらすことを実証する。 まず、局所記憶を用いた量子通信の問題を古典的連続体パーコレーションモデルにマッピングする。 そして, このマッピングは, 分散メモリへのリモートアクセスを通じて, 絡み込み蒸留と中継プロトコルの連携により改善可能であることを示す。 この改良された写像は$\alpha$-percolationと呼ばれ、乱れた量子磁石の再正規化群処理のデシミネーション規則に類似したグラフマージ規則で定式化することができる。 これらのルールは任意の順序で実行可能であり、同じ最適結果が得られる。これは、' ` positive feedback' 機構の出現と空間的に切断された ' `hopping'' 通信コンポーネントの形成が特徴である。

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