論文の概要: Trace-Distance based End-to-End Entanglement Fidelity with Information Preservation in Quantum Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.15603v1
• Date: Mon, 21 Oct 2024 03:02:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-22 13:16:41.773598
• Title: Trace-Distance based End-to-End Entanglement Fidelity with Information Preservation in Quantum Networks
• Title（参考訳）: 量子ネットワークにおける情報保存を伴うトレース距離に基づく終端エンタングルメントの忠実度
• Authors: Pankaj Kumar, Binayak Kar, Shan-Hsiang Shen,
• Abstract要約: 絡み合いは、量子ノード間の距離が増加するにつれて、フィリティが指数関数的に減少する。 この現象は、高忠実な絡み合ったペアを生成し、量子ネットワークで情報を保存することを困難にしている。 量子ネットワーク内での高忠実な絡み合ったペアと情報保存を確保するための2つの戦略を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.173168795387279
• License:
• Abstract: Quantum networks hold the potential to revolutionize a variety of fields by surpassing the capabilities of their classical counterparts. Many of these applications necessitate the sharing of high-fidelity entangled pairs among communicating parties. However, the inherent nature of entanglement leads to an exponential decrease in fidelity as the distance between quantum nodes increases. This phenomenon makes it challenging to generate high-fidelity entangled pairs and preserve information in quantum networks. To tackle this problem, we utilized two strategies to ensure high-fidelity entangled pairs and information preservation within a quantum network. First, we use closeness centrality as a metric to identify the closest nodes in the network. Second, we introduced the trace-distance based path purification (TDPP) algorithm, specifically designed to enable information preservation and path purification entanglement routing. This algorithm identifies the shortest path within quantum networks using closeness centrality and integrates trace-distance computations for distinguishing quantum states and maintaining end-to-end (E2E) entanglement fidelity. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm improves network throughput and E2E fidelity while preserving information compared to existing methods.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、様々な分野に革命をもたらす可能性を秘めている。 これらのアプリケーションの多くは、通信相手間で高忠実な絡み合ったペアを共有する必要がある。 しかし、絡み合いの本質的な性質は、量子ノード間の距離が増加するにつれて、忠実度が指数関数的に減少する。 この現象は、高忠実な絡み合ったペアを生成し、量子ネットワークで情報を保存することを困難にしている。 この問題に対処するために、量子ネットワーク内の高忠実な絡み合ったペアと情報保存を確保するために、2つの戦略を利用した。 まず、ネットワーク内の最も近いノードを特定するために、距離として近接度中心性を用いる。 第2に,情報保存と経路浄化の絡み合うルーティングを実現するために,トレース距離に基づく経路浄化(TDPP)アルゴリズムを導入した。 このアルゴリズムは、近接度中心性を用いて量子ネットワーク内の最短経路を特定し、量子状態の識別とエンドツーエンド(E2E)の絡み合いの維持のためにトレース距離計算を統合する。 シミュレーションの結果,提案アルゴリズムは既存の手法と比較して情報を保存するとともに,ネットワークスループットとE2E忠実度を向上させることが示された。

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