論文の概要: Entanglement Swapping in Orbit: a Satellite Quantum Link Case Study
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.07589v1
- Date: Mon, 13 May 2024 09:52:50 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-14 14:15:10.772517
- Title: Entanglement Swapping in Orbit: a Satellite Quantum Link Case Study
- Title（参考訳）: 軌道上の絡み合い:衛星量子リンクのケーススタディ
- Authors: Paolo Fittipaldi, Kentaro Teramoto, Naphan Benchasattabuse, Michal Hajdušek, Rodney Van Meter, Frédéric Grosshans,
- Abstract要約: 量子メモリを具備した衛星を量子中継器として用いた2つの地上局間の量子リンクの性能について検討した。
利用可能な量子メモリスロットmの数と、少なくとも数ミリ秒の避けられないラウンドトリップ通信遅延tは、有効平均繰り返し率をm/tに著しく低下させる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.3958317527488534
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Satellite quantum communication is a promising way to build long distance quantum links, making it an essential complement to optical fiber for quantum internetworking beyond metropolitan scales. A satellite point to point optical link differs from the more common fiber links in many ways, both quantitative (higher latency, strong losses) and qualitative (nonconstant parameter values during satellite passage, intermittency of the link, impossibility to set repeaters between the satellite and the ground station). We study here the performance of a quantum link between two ground stations, using a quantum-memory-equipped satellite as a quantum repeater. In contrast with quantum key distribution satellite links, the number of available quantum memory slots m, together with the unavoidable round-trip communication latency t of at least a few milliseconds, severely reduces the effective average repetition rate to m/t -- at most a few kilohertz for foreseeable quantum memories. Our study uses two approaches, which validate each other: 1) a simple analytical model of the effective rate of the quantum link; 2) an event-based simulation using the open source Quantum Internet Simulation Package (QuISP). The important differences between satellite and fiber links led us to modify QuISP itself. This work paves the way to the study of hybrid satellite- and fiber-based quantum repeater networks interconnecting different metropolitan areas.
- Abstract（参考訳）: 衛星量子通信は、長距離量子リンクを構築するための有望な方法であり、大都市圏を超える量子インターネット作業のための光ファイバーの重要な補完となる。
衛星点対光リンクは、量的(高いレイテンシ、強い損失)と定性的(衛星通過時の不安定なパラメータ値、リンクの断続性、衛星と地上局の間のリピータの設定が不可能)の両方において、より一般的なファイバーリンクと多くの点で異なる。
本稿では,2つの地上局間の量子リンクの性能について,量子メモリ付き衛星を量子リピータとして検討する。
量子鍵分布衛星リンクとは対照的に、使用可能な量子メモリスロットmの数と、少なくとも数ミリ秒の避けられないラウンドトリップ通信遅延tは、予測可能な量子メモリの最大数キロヘルツにおいて、有効平均繰り返し速度をm/tに著しく減少させる。
我々の研究は2つのアプローチを用いており、互いに検証している。
1) 量子リンクの効果率の簡易解析モデル
2)Quantum Internet Simulation Package(QuISP)を用いたイベントベースシミュレーション。
衛星リンクとファイバーリンクの重大な違いは、QuISP自体の変更につながりました。
この研究は、異なる大都市圏を相互接続するハイブリッド衛星とファイバーベースの量子リピータネットワークの研究への道を開いた。
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