論文の概要: Fast quantum interconnects via constant-rate entanglement distillation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.15936v1
• Date: Wed, 28 Aug 2024 16:54:54 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-29 15:09:00.936892
• Title: Fast quantum interconnects via constant-rate entanglement distillation
• Title（参考訳）: 定レートエンタングルメント蒸留による高速量子配線
• Authors: Christopher A. Pattison, Gefen Baranes, J. Pablo Bonilla Ataides, Mikhail D. Lukin, Hengyun Zhou,
• Abstract要約: 量子配線のための定レートエンタングルメント蒸留法を開発した。 提案手法は期待値が一定であり, 数値的に最適化することで, 実用化上のオーバーヘッドの低減を図っている。 最適化されたスキームは、既存の計算効率のよい量子相互接続スキームよりも、関連するレシエーションにおいて桁違いに優れている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Distributed quantum computing allows the modular construction of large-scale quantum computers and enables new protocols for blind quantum computation. However, such applications in the large-scale, fault-tolerant regime place stringent demands on the fidelity and rate of entanglement generation which are not met by existing methods for quantum interconnects. In this work, we develop constant-rate entanglement distillation methods to address this bottleneck in the setting of noisy local operations. By using a sequence of two-way entanglement distillation protocols based on quantum error detecting codes with increasing rate, and combining with standard fault tolerance techniques, we achieve constant-rate entanglement distillation. We prove the scheme has constant-rate in expectation and further numerically optimize to achieve low practical overhead subject to memory constraints. We find our optimized schemes outperform existing computationally efficient quantum interconnect schemes by an order of magnitude in relevant regimes, leading to a direct speed-up in the execution of distributed quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 分散量子コンピューティングは、大規模量子コンピュータのモジュラー構成を可能にし、ブラインド量子コンピューティングのための新しいプロトコルを可能にする。 しかし、大規模でフォールトトレラントな体制におけるそのような応用は、既存の量子配線法では満たされていない忠実さと絡み合いの発生率に厳しい要求を課す。 本研究では,このボトルネックに対処する定レート蒸留法を開発した。 量子誤り検出符号に基づく2方向絡み込み蒸留プロトコルのシーケンスと,標準耐故障技術と組み合わせることで,定レート絡み込み蒸留を実現する。 提案手法は期待値が一定であることを示すとともに,メモリ制約を受ける低オーバーヘッドを実現するために,さらに数値的に最適化する。 最適化されたスキームは、既存の計算効率のよい量子相互接続スキームよりも、関連するレシエーションの桁違いに優れており、分散量子アルゴリズムの実行の直接的な高速化につながっている。

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