論文の概要: Entangling Quantum Memories at Channel Capacity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.04272v2
- Date: Fri, 18 Oct 2024 12:41:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-21 14:22:27.426451
- Title: Entangling Quantum Memories at Channel Capacity
- Title（参考訳）: チャネル容量における量子メモリのエンタングリング
- Authors: Prajit Dhara, Liang Jiang, Saikat Guha,
- Abstract要約: 光周波数またはマイクロ波チャネルを介する量子メモリのエンタングは、短い範囲と長い範囲に量子ビットをリンクする鍵である。
空洞補助型メモリフォトンインタフェースは,ゴッテマン・キタエフ・プレスキル(GKP)フォトニッククイディットと物質記憶の絡み合わせに利用できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.152708951218456
- License:
- Abstract: Entangling quantum memories, mediated by optical-frequency or microwave channels, at high rates and fidelities is key for linking qubits across short and long ranges. All well-known protocols encode up to one qubit per optical mode, hence entangling one pair of memory qubits per transmitted mode over the channel, with probability $\eta$, the channel's transmissivity. The rate is proportional to $\eta$ ideal Bell states (ebits) per mode. The quantum capacity, $C(\eta) = -\log_2(1-{\eta})$ ebits per mode, which $\approx 1.44\eta$ for high loss, i.e., $\eta \ll 1$, thereby making these schemes near rate-optimal. However, $C(\eta) \to \infty$ as $\eta \to 1$, making the known schemes highly rate-suboptimal for shorter ranges. We show that a cavity-assisted memory-photon interface can be used to entangle matter memories with Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) photonic qudits, which along with dual-homodyne entanglement swaps that retain analog information, enables entangling memories at capacity-approaching rates at low loss. We benefit from loss resilience of GKP qudits, and their ability to encode multiple qubits in one mode. Our memory-photon interface further supports the preparation of needed ancilla GKP qudits. We expect our result to spur research in low-loss high-cooperativity cavity-coupled qubits with high-efficiency optical coupling, and demonstrations of high-rate short-range quantum links.
- Abstract（参考訳）: 光周波数またはマイクロ波チャネルを介する量子メモリを、高速かつ忠実にエンタングすることは、短い範囲と長い範囲にわたって量子ビットをリンクする鍵となる。
すべてのよく知られたプロトコルは、光モード当たり1キュービットまでエンコードするため、伝送モード当たり1組のメモリキュービットをチャネル上にエンコードし、チャネルの透過率である$\eta$の確率を持つ。
レートはモードごとに$\eta$ ideal Bell state (ebits) に比例する。
量子容量$C(\eta) = -\log_2(1-{\eta})$ ebits per mode, which $\approx 1.44\eta$ for high loss、すなわち$\eta \ll 1$は、これらのスキームを速度最適に近いものにする。
しかし、$C(\eta) \to \infty$ as $\eta \to 1$ として、既知のスキームはより短い範囲に対して非常にレート・サブ最適である。
キャビティアシスト型メモリフォトンインタフェースは,ゴッテマン・キタエフ・プレスキル(GKP)フォトニッククアディットと相互作用し,アナログ情報を保持する二重ホモジンエンタングルメントスワップと組み合わせることで,低損失でキャパシティ・アタッチメント速度でメモリをアンタングルできることを示す。
我々は、GKP量子ビットの損失レジリエンスと、複数の量子ビットを1つのモードでエンコードする能力の恩恵を受ける。
我々のメモリ・フォトンインタフェースは、必要なアンシラGKPクアディットの調製をさらにサポートする。
我々は、高効率光カップリングによる低損失高協調性空洞結合量子ビットの研究や、高速短距離量子リンクの実証に拍車をかけることを期待する。
関連論文リスト
- Multiplexed quantum repeaters with hot multimode alkali-noble gas memories [45.49722819849123]
我々は、原子周波数コムプロトコルに基づく希ガス核スピンのための非低温光量子メモリを提案する。
本稿では、これらの量子メモリが衛星量子通信ネットワークの速度を高める方法について論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-27T18:39:15Z) - Covert Quantum Communication Over Optical Channels [2.094817774591302]
量子包絡通信におけるエンフ二乗根則 (SRL) は古典的手法と同様である。
我々の証明は、長距離リピータに基づく量子通信のために提案されているフォトニックデュアルレール量子ビット符号化を用いている。
提案手法は,光チャネルの上限量子容量によく知られた手法を適応させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-12T18:54:56Z) - Optical Memory in a Microfabricated Rubidium Vapor Cell [0.0]
本研究では, 高温アルカリ原子アンサンブルを用いた高帯域幅光メモリを, マイクロファブリケート蒸着セルに実装した。
超微細Paschen-Back系における新しい基底状態量子メモリ方式について検討する。
80 nsのストレージでは、$eta_e2etext80ns = 3.12(17)%$のエンドツーエンド効率を測定し、$eta_textinttext0ns = 24(3)%$の内部効率に対応する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-17T14:58:13Z) - A Single-Photon-compatible Telecom-C-Band Quantum Memory in a Hot Atomic
Gas [0.0]
電気通信Cバンドと互換性のある量子光学状態のストレージとオンデマンド検索は、将来の地上ベースの量子光学ネットワークの要件である。
本稿では,通信波長と帯域幅に互換性のある量子メモリについて報告する。
メモリの総効率は20.90(1),%で、ドップラー制限のストレージ時間は1.10(2),$nsである。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-08T18:00:01Z) - A Quantum Repeater Platform based on Single SiV$^-$ Centers in Diamond
with Cavity-Assisted, All-Optical Spin Access and Fast Coherent Driving [45.82374977939355]
量子鍵分布は、量子力学の原理に基づくセキュアな通信を可能にする。
量子リピータは大規模量子ネットワークを確立するために必要である。
量子リピータのための効率的なスピン光子インタフェースを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-28T14:33:24Z) - Zero-Added-Loss Entangled Photon Multiplexing for Ground- and
Space-Based Quantum Networks [2.4075366828302482]
準決定論的光子対源に基づく量子ネットワークにおける光絡み分布の計算法を提案する。
我々のアーキテクチャは、近い将来、グローバルスケールの量子ネットワークを実現するための青写真を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-06-08T04:38:39Z) - Field-deployable Quantum Memory for Quantum Networking [62.72060057360206]
実世界の展開とスケーリングの課題に対応するために設計された量子メモリを提示する。
メモリ技術は、温かいルビジウム蒸気を記憶媒体として利用し、室温で動作する。
我々は,高忠実度検索(95%)と低演算誤差(10-2)$を,単一光子レベルの量子メモリ操作に対して160$mu s$の記憶時間で示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:33:13Z) - Optimization and readout-noise analysis of a warm vapor EIT memory on
the Cs D1 line [0.0]
量子メモリは、グローバルな量子リピータネットワークを可能にすることを約束する。
フィールド用途では、アルカリ金属蒸気は例外的な貯蔵プラットフォームを構成する。
我々は、セシウムD1線上の電磁誘導透過性に基づく、技術的に単純で、原理的に衛星に適した量子メモリを実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T18:23:44Z) - Entanglement between a telecom photon and an on-demand multimode
solid-state quantum memory [52.77024349608834]
我々は,マルチモード固体量子メモリにおいて,通信光子と集合スピン励起の絡み合いを初めて示す。
量子メモリのエンタングルメントストレージを最大47.7$mu$sまで拡張し、最大10kmの距離で分離された量子ノード間のエンタングルメントの分配を可能にした。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-09T13:59:26Z) - Fault-tolerant Coding for Quantum Communication [71.206200318454]
ノイズチャネルの多くの用途でメッセージを確実に送信するために、回路をエンコードしてデコードする。
すべての量子チャネル$T$とすべての$eps>0$に対して、以下に示すゲートエラー確率のしきい値$p(epsilon,T)$が存在し、$C-epsilon$より大きいレートはフォールトトレラント的に達成可能である。
我々の結果は、遠方の量子コンピュータが高レベルのノイズの下で通信する必要があるような、大きな距離での通信やオンチップでの通信に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-15T15:10:50Z) - A Frequency-Multiplexed Coherent Electro-Optic Memory in Rare Earth
Doped Nanoparticles [94.37521840642141]
光の量子記憶は、長距離量子通信や分散量子コンピューティングのような量子技術において必須の要素である。
近年の研究では、希土類ドープナノ粒子では長い光学的およびスピンコヒーレンス寿命が観察可能であることが示されている。
我々は,Eu$3+$:Y$O$_3$ナノ粒子におけるコヒーレント光ストレージについて,SEMM(Stark Echo Modulation Memory)量子プロトコルを用いて報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-17T13:25:54Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。