論文の概要: Certifying high-dimensional quantum channels
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.15880v1
- Date: Wed, 28 Aug 2024 15:51:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-29 15:31:11.276007
- Title: Certifying high-dimensional quantum channels
- Title（参考訳）: 高次元量子チャネルの認証
- Authors: Sophie Engineer, Suraj Goel, Sophie Egelhaaf, Will McCutcheon, Vatshal Srivastav, Saroch Leedumrongwatthanakun, Sabine Wollmann, Ben Jones, Thomas Cope, Nicolas Brunner, Roope Uola, Mehul Malik,
- Abstract要約: 与えられた量子チャネルが高次元の量子情報を確実に送信できることを証明することが重要である。
まず、量子チャネルの次元性の概念を示し、この量に対する効率的な認証方法を開発する。
次に,これらの手法をフォトニック実験に適用し,商業用グレードグレードインデックス多モード光ファイバの寸法を59まで証明する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07244278438745265
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The use of high-dimensional systems for quantum communication opens interesting perspectives, such as increased information capacity and noise resilience. In this context, it is crucial to certify that a given quantum channel can reliably transmit high-dimensional quantum information. Here we develop efficient methods for the characterization of high-dimensional quantum channels. We first present a notion of dimensionality of quantum channels, and develop efficient certification methods for this quantity. We consider a simple prepare-and-measure setup, and provide witnesses for both a fully and a partially trusted scenario. In turn we apply these methods to a photonic experiment and certify dimensionalities up to 59 for a commercial graded-index multi-mode optical fiber. Moreover, we present extensive numerical simulations of the experiment, providing an accurate noise model for the fiber and exploring the potential of more sophisticated witnesses. Our work demonstrates the efficient characterization of high-dimensional quantum channels, a key ingredient for future quantum communication technologies.
- Abstract（参考訳）: 量子通信における高次元システムの利用は、情報容量の増大やノイズレジリエンスといった興味深い視点を開放する。
この文脈では、与えられた量子チャネルが高次元の量子情報を確実に送信できることを証明することが重要である。
そこで我々は,高次元量子チャネルのキャラクタリゼーションのための効率的な手法を開発した。
まず、量子チャネルの次元性の概念を示し、この量に対する効率的な認証方法を開発する。
簡単な準備と対策のセットアップを検討し、完全に信頼されたシナリオと部分的に信頼されたシナリオの両方を目撃者に提供します。
次に,これらの手法をフォトニック実験に適用し,商業用グレードグレードインデックス多モード光ファイバの寸法を59まで証明する。
さらに, 実験の数値シミュレーションを行い, ファイバの正確なノイズモデルを提供し, より洗練された目撃者の可能性を探究する。
本研究は,将来の量子通信技術において重要な要素である高次元量子チャネルの効率的なキャラクタリゼーションを示す。
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