論文の概要: Automatic Quantum Communication Channel with Interference Detection and Reset Mechanism

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09626v1
• Date: Thu, 14 Nov 2024 17:53:41 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-15 15:24:12.291582
• Title: Automatic Quantum Communication Channel with Interference Detection and Reset Mechanism
• Title（参考訳）: 干渉検出・リセット機構を備えた自動量子通信路
• Authors: S. M. Yousuf Iqbal Tomal, Debojit Bhattacharjee,
• Abstract要約: 戦略的リセットプロトコルと組み合わされた干渉検出は,現実的な雑音条件下での量子テレポーテーションの信頼性を著しく向上させることを示す。 我々のシステムは、量子状態の忠実度を継続的に監視し、干渉が検出されたときにリセットをトリガーする、新しいフィードバック機構を組み込んでいる。 20の実験では、干渉検出率は65%に達し、遠隔操作が成功すれば平均3.4リセットが必要となり、古典的限界よりはるかに高い0.12の忠実度が維持された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum mechanics has revolutionized our understanding of information transmission, leading to the development of quantum communication protocols that promise unprecedented security in data transfer. Quantum teleportation, in particular, has emerged as a cornerstone protocol for quantum communication, operating within the constraints of noisy intermediate-scale quantum (NISQ) devices that characterize current quantum hardware. While significant progress has been made in demonstrating quantum teleportation, maintaining reliable high-fidelity communication in practical, noisy environments remains an unsolved challenge, particularly in addressing real-time interference detection and mitigation. Here we show that automated interference detection coupled with a strategic reset protocol significantly enhances the reliability of quantum teleportation under realistic noise conditions. Our system incorporates a novel feedback mechanism that continuously monitors quantum state fidelity and triggers resets when interference is detected, improving both the success rate and robustness of the teleportation process. In 20 experimental trials, our approach achieved an interference detection rate of 65\% and required an average of 3.4 resets per successful teleportation, resulting in a maintained fidelity of 0.92, well above classical limits. This reset mechanism reduced the occurrence of failed transmissions by 40\% compared to non-reset trials, demonstrating its essential role in sustaining high fidelity. These findings establish a practical framework for robust quantum communication in noisy environments, advancing the field toward reliable quantum networks suitable for real-world applications.
• Abstract（参考訳）: 量子力学は情報伝達に対する私たちの理解に革命をもたらし、データ転送における前例のないセキュリティを約束する量子通信プロトコルの開発につながった。 特に量子テレポーテーションは、現在の量子ハードウェアを特徴付けるノイズの多い中間スケール量子(NISQ)デバイスの制約内で動作する、量子通信の基盤プロトコルとして登場した。 量子テレポーテーションの実証には大きな進歩があったが、実用的な環境では信頼性の高い高忠実な通信を維持することは未解決の課題であり、特にリアルタイムの干渉検出と緩和に対処している。 ここでは,戦略的リセットプロトコルと組み合わせた自動干渉検出が,現実的な雑音条件下での量子テレポーテーションの信頼性を著しく向上させることを示す。 本システムでは、量子状態の忠実度を継続的に監視し、干渉検出時にリセットをトリガーする新しいフィードバック機構を導入し、テレポーテーションプロセスの成功率とロバスト性の両方を改善した。 20回の実験的実験では, 干渉検出率は65 %であり, テレポーテーション成功時には平均3.4リセットが必要であった。 このリセット機構は、非リセット試験と比較して、フェールトランスミッションの発生を40 %削減し、高い忠実性を維持する上で重要な役割を担った。 これらの知見は、ノイズの多い環境での堅牢な量子通信のための実践的な枠組みを確立し、現実の応用に適した信頼性のある量子ネットワークに向けて分野を前進させる。

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