論文の概要: Satellite-assisted quantum communication with single photon sources and atomic memories

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09533v1
• Date: Thu, 14 Nov 2024 15:49:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:24:14.848646
• Title: Satellite-assisted quantum communication with single photon sources and atomic memories
• Title（参考訳）: 単一光子源と原子記憶を用いた衛星支援量子通信
• Authors: V. Domínguez Tubío, M. Badás Aldecocea, J. van Dam, A. S. Sørensen, J. Borregaard,
• Abstract要約: 衛星ベースの量子リピータは、量子ネットワークにおいてグローバルな距離に到達するための有望な手段である。 我々は、個々の原子量子ビットを捕捉した衛星ベースの量子リピータアーキテクチャを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Satellite-based quantum repeaters are a promising means to reach global distances in quantum networking due to the polynomial decrease of optical transmission with distance in free space, in contrast to the exponential decrease in optical fibers. We propose a satellite-based quantum repeater architecture with trapped individual atomic qubits, which can serve both as quantum memories and true single photon sources. This hardware allows for nearly deterministic Bell measurements and exhibits long coherence times without the need for costly cryogenic technology in space. We develop a detailed analytical model of the repeater, which includes the main imperfections of the quantum hardware and the optical link, allowing us to estimate that high-rate and high-fidelity entanglement distribution can be achieved over inter-continental distances. In particular, we find that high fidelity entanglement distribution over thousands of kilometres at a rate of 100 Hz can be achieved with orders of magnitude fewer memory modes than conventional architectures based on optical Bell state measurements.
• Abstract（参考訳）: 衛星ベースの量子リピータは、光ファイバーの指数的な減少とは対照的に、自由空間における距離を持つ光伝送の多項式減少による量子ネットワークのグローバルな距離に到達するための有望な手段である。 本稿では、量子メモリと真の単一光子源の両方を兼ね備えた、個々の原子量子ビットを閉じ込めた衛星ベースの量子リピータアーキテクチャを提案する。 このハードウェアは、ほぼ決定論的ベル測定を可能にし、宇宙でコストがかかる低温技術を必要としない長いコヒーレンス時間を示す。 我々は、量子ハードウェアと光リンクの主な欠陥を含むリピータの詳細な解析モデルを構築し、大陸間距離で高速かつ高忠実な絡み合い分布が達成できると推定する。 特に、100Hzの速度で数千km以上の高忠実な絡み合い分布を、光ベル状態測定に基づく従来のアーキテクチャに比べて桁違いに少ないメモリモードで実現できることが判明した。

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