論文の概要: Repeater-Based Quantum Communication Protocol: Maximizing Teleportation Fidelity with Minimal Entanglement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.14216v1
- Date: Thu, 20 Jun 2024 11:31:12 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-21 14:01:46.586353
- Title: Repeater-Based Quantum Communication Protocol: Maximizing Teleportation Fidelity with Minimal Entanglement
- Title（参考訳）: Repeater-based Quantum Communication Protocol:ミニマルエンタングルメントによるテレポーテーション忠実度の最大化
- Authors: Arkaprabha Ghosal, Jatin Ghai, Tanmay Saha, Sibasish Ghosh, Mir Alimuddin,
- Abstract要約: 任意の中間セグメントにおけるある種のノイズ状態に対するより効率的なプロトコルを提案する。
提案手法は, 終端状態のノイズが増大しても, テレポーテーションの忠実度を高める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Transmitting unknown quantum states to distant locations is crucial for distributed quantum information protocols. The seminal quantum teleportation scheme achieves this feat while requiring prior maximal entanglement between the sender and receiver. In scenarios with noisy entangled states, optimal teleportation fidelity characterizes the efficacy of transmitting the state, demanding the proper selection of local operations at the sender's and receiver's ends. The complexity escalates further in long-range communication setups, prompting the consideration of a repeater-based approach, which incorporates arrays of nodes with multiple segments to facilitate the efficient transmission of quantum information. The fidelity of the communication line gets degraded even if a single segment is affected by noise. In such cases, the general wisdom employs the standard entanglement swapping protocol involving maximally entangled states across the noiseless segments and applying maximally entangled basis measurement at the corresponding nodes to achieve optimal fidelity. In this Letter, we propose a more efficient protocol for a certain class of noisy states in any intermediary segment, achieving the same fidelity as the standard protocol while consuming less amount of entanglement. Our approach ensures enhanced teleportation fidelity even when the end-to-end state gets noisier, and thus promises efficient utility of quantum resources in repeater-based distributed quantum protocols.
- Abstract（参考訳）: 未知の量子状態を遠隔地へ送信することは、分散量子情報プロトコルにとって不可欠である。
セミナル量子テレポーテーションスキームは、送信機と受信機の間の事前の最大絡み合いを必要としながら、この偉業を達成する。
ノイズの多い絡み合った状態のシナリオでは、最適なテレポーテーションフィデリティは、送信側と受信側の端におけるローカル操作の適切な選択を要求する、状態を送信する効果を特徴付ける。
この複雑さは長距離通信においてさらに増大し、量子情報の効率的な伝送を容易にするために複数のセグメントを持つノードの配列を組み込んだリピータベースのアプローチが検討される。
単一のセグメントがノイズの影響を受けても、通信回線の忠実度は劣化する。
このような場合、一般的な知恵は、ノイズのないセグメントにまたがる最大交絡状態を含む標準交絡交換プロトコルを使用し、対応するノードで最大交絡基底測定を適用して最適な忠実性を達成する。
本文では,任意の中間セグメントにおけるある種のノイズ状態に対するより効率的なプロトコルを提案し,より少ないエンタングルメントを消費しながら,標準プロトコルと同じ忠実性を実現する。
提案手法は, エンド・ツー・エンド状態のノイズが高められた場合でも, テレポーテーションの完全性の向上を保証し, リピータベースの分散量子プロトコルにおける量子資源の効率的な利用を約束する。
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