論文の概要: Nonlinear protocol for high-dimensional quantum teleportation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09350v1
• Date: Thu, 14 Nov 2024 10:51:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:24:18.337186
• Title: Nonlinear protocol for high-dimensional quantum teleportation
• Title（参考訳）: 高次元量子テレポーテーションのための非線形プロトコル
• Authors: Luca Bianchi, Carlo Marconi, Giulia Guarda, Davide Bacco,
• Abstract要約: 非線形手法に基づく高次元量子テレポーテーションのためのプロトコルを提案する。 我々のアプローチは決定論的でスケーラブルであり、補助光子の使用に依存しない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: Bell measurements, which allow entanglement between uncorrelated distant particles, play a central role in quantum communication. Indeed sharing, measuring and creating entanglement lie at the core of various protocols, such as entanglement swapping and quantum teleportation. While for optical qubit systems a Bell measurement can be implemented using only linear components, the same result is no longer true for high-dimensional states, where one has to consider either ancillary photons or nonlinear processes. Here, inspired by the latter approach, we propose a protocol for high-dimensional quantum teleportation based on nonlinear techniques. Moreover, we discuss the practical implementation of our proposed setup in the case of path-encoded qutrits, where nonlinear effects arise from sum-frequency generation. Finally, we compute the fidelity between quantum states to benchmark the validity of our model under the presence of crosstalk noise. Our approach is deterministic, scalable and does not rely on the use of auxiliary photons, thus paving the way towards the practical implementation of quantum networks based on nonlinear effects.
• Abstract（参考訳）: 非相関な遠方粒子間の絡み合いを許容するベル測定は、量子通信において中心的な役割を果たす。 実際、絡み合いの共有、測定、生成は、絡み合い交換や量子テレポーテーションなどの様々なプロトコルの中核にある。 光量子ビット系では、ベル測度は線形成分のみを用いて実装できるが、高次元状態ではもはや同じ結果は成り立たない。 本稿では,後者の手法に着想を得て,非線形手法に基づく高次元量子テレポーテーションのプロトコルを提案する。 また,経路符号化キュートリットにおける提案手法の実践的実装について論じる。 最後に、クロストークノイズの存在下で、量子状態間の忠実度を計算し、モデルの妥当性をベンチマークする。 我々のアプローチは決定論的でスケーラブルであり、補助光子の使用には依存せず、非線形効果に基づく量子ネットワークの実践的実装への道を開く。

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