論文の概要: Entanglement Routing using Quantum Error Correction for Distillation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.00849v1
- Date: Wed, 1 May 2024 20:25:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-03 18:33:31.766695
- Title: Entanglement Routing using Quantum Error Correction for Distillation
- Title（参考訳）: 量子誤差補正を用いた蒸留用エンタングルメントルーティング
- Authors: Ashlesha Patil, Michele Pacenti, Bane Vasić, Saikat Guha, Narayanan Rengaswamy,
- Abstract要約: 量子リピータ間で共有される絡み合い状態のベル状態測定(BSM)は、量子ネットワークにおける絡み合いをルーティングする基本的な操作である。
我々は, 量子誤り訂正符号 (QECC) を用いて, リピータの連鎖上のワーナー状態の経路を決定的エンタングルメント蒸留する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.26958010283863
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Bell-state measurement (BSM) on entangled states shared between quantum repeaters is the fundamental operation used to route entanglement in quantum networks. Performing BSMs on Werner states shared between repeaters leads to exponential decay in the fidelity of the end-to-end Werner state with the number of repeaters, necessitating entanglement distillation. Generally, entanglement routing protocols use \emph{probabilistic} distillation techniques based on local operations and classical communication. In this work, we use quantum error correcting codes (QECCs) for \emph{deterministic} entanglement distillation to route Werner states on a chain of repeaters. To maximize the end-to-end distillable entanglement, which depends on the number and fidelity of end-to-end Bell pairs, we utilize global link-state knowledge to determine the optimal policy for scheduling distillation and BSMs at the repeaters. We analyze the effect of the QECC's properties on the entanglement rate and the number of quantum memories. We observe that low-rate codes produce high-fidelity end-to-end states owing to their excellent error-correcting capability, whereas high-rate codes yield a larger number of end-to-end states but of lower fidelity. The number of quantum memories used at repeaters increases with the code rate as well as the classical computation time of the QECC's decoder.
- Abstract（参考訳）: 量子リピータ間で共有される絡み合い状態のベル状態測定(BSM)は、量子ネットワークにおける絡み合いをルーティングする基本的な操作である。
リピータ間で共有されるヴェルナー状態上でのBSMの実行は、リピータの数で終端ヴェルナー状態の忠実度が指数関数的に低下し、エンタングルメント蒸留を必要とする。
一般に、絡み合ったルーティングプロトコルは、局所的な操作と古典的な通信に基づく 'emph{probabilistic} 蒸留技術を使用する。
本研究では, 量子誤り訂正符号 (QECCs) を用いて, 繰り返し器の列上でワーナー状態の経路を導出する。
エンドツーエンドのベル対の数と忠実度に依存するエンドツーエンドの蒸留可能な絡み合いを最大化するために,グローバルリンク状態の知識を用いて,リピータにおける蒸留とBSMのスケジューリングの最適方針を決定する。
本稿では,QECC特性が量子メモリの絡み合い率と量子メモリ数に与える影響を解析する。
低レート符号は、その優れた誤り訂正能力により高忠実度なエンドツーエンド状態を生成するのに対し、高レート符号はより多くのエンドツーエンド状態を生成するが、低忠実度である。
リピータで使用される量子メモリの数は、QECCデコーダの古典的な計算時間とともにコードレートとともに増加する。
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