論文の概要: Design of an entanglement purification protocol selection module

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.02555v1
• Date: Sat, 4 May 2024 04:03:13 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-07 19:30:33.340356
• Title: Design of an entanglement purification protocol selection module
• Title（参考訳）: 絡み合い浄化プロトコル選択モジュールの設計
• Authors: Yue Shi, Chenxu Liu, Samuel Stein, Meng Wang, Muqing Zheng, Ang Li,
• Abstract要約: エンタングルメント浄化プロトコルは、ノード間通信のための量子ネットワーク上でのベル状態の忠実度を改善するために設計されている。 これらのプロトコルは、高忠実度ベル状態を生成する量子ネットワークにおけるコアチャレンジを解決する大きな可能性を秘めている。 本研究では, 大規模な誤差モデル上での密度行列シミュレーションにより, 現実的誤差下での各種浄化プロトコルの性能について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.13305838762158
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Entanglement purification protocols, designed to improve the fidelity of Bell states over quantum networks for inter-node communications, have attracted significant attention over the last few decades. These protocols have great potential to resolve a core challenge in quantum networking of generating high-fidelity Bell states. However, previous studies focused on the theoretical discussion with limited consideration of realistic errors. Studies of dynamically selecting the right purification protocol under various realistic errors that populate in practice have yet to be performed. In this work, we study the performance of various purification protocols under realistic errors by conducting density matrix simulations over a large suite of error models. Based on our findings of how specific error channels affect the performance of purification protocols, we propose a module that can be embedded in the quantum network. This module determines and selects the appropriate purification protocol, considering not only expected specifications from the network layer but also the capabilities of the physical layer. Finally, the performance of our proposed module is verified using two benchmark categories. Compared with the default approach and exhaustive search approach, we show a success rate approaching 90% in identifying the optimal purification protocol for our target applications.
• Abstract（参考訳）: ノード間通信のための量子ネットワーク上でのベル状態の忠実性を改善するために設計されたエンタングルメント浄化プロトコルは、ここ数十年間で大きな注目を集めている。 これらのプロトコルは、高忠実度ベル状態を生成する量子ネットワークにおけるコアチャレンジを解決する大きな可能性を秘めている。 しかし、従来の研究では、現実的な誤りを限定的に考慮した理論的な議論に焦点が当てられていた。 実際に発生した様々な現実的誤りの下で適切な浄化プロトコルを動的に選択する研究はまだ行われていない。 本研究では,大規模な誤差モデル上での密度行列シミュレーションにより,現実的な誤差下での各種浄化プロトコルの性能について検討する。 特定のエラーチャネルが浄化プロトコルの性能にどのように影響するかという知見に基づいて,量子ネットワークに埋め込まれるモジュールを提案する。 このモジュールは、ネットワーク層から期待される仕様だけでなく、物理層の能力も考慮して、適切な浄化プロトコルを決定し、選択する。 最後に,提案モジュールの性能を2つのベンチマークカテゴリを用いて検証した。 デフォルトのアプローチと網羅的な探索手法と比較して、ターゲットアプリケーションに最適な浄化プロトコルを特定するのに90%近い成功率を示す。

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