論文の概要: Teleportation and Entanglement Swapping of Continuous Quantum Variables of Microwave Radiation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.05537v1
- Date: Thu, 09 Jan 2025 19:20:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-13 15:27:12.050338
- Title: Teleportation and Entanglement Swapping of Continuous Quantum Variables of Microwave Radiation
- Title（参考訳）: マイクロ波放射の連続量子変数のテレポーテーションと絡み合い
- Authors: Baleegh Abdo, William Shanks, Oblesh Jinka, J. R. Rozen, Jason Orcutt,
- Abstract要約: 連続可変(CV)絡み合わせは、非線形媒体に光を絞って効率よく無条件に製造することができる。
本稿では,CVベースのマイクロ波量子通信の3つの重要な要素について述べる。
このようなハードウェア効率の良いCVエンタングルメントビルディングブロックは、量子計算、量子暗号、および量子通信における幅広い応用を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Quantum communication is needed to build powerful quantum computers and establish reliable quantum networks. At its basis lies the ability to generate and distribute entanglement to separate quantum systems, which can be used to run remote quantum operations on them or teleport quantum states from one system to another with the help of classical channels. To this end, it is useful to harness the resource of continuous-variable (CV) entanglement since it can be efficiently and unconditionally produced by squeezing light in a nonlinear medium and can be easily manipulated, distributed, and measured using standard components. While various aspects of CV-based quantum communication have been successfully demonstrated in the optical domain, some key capabilities, such as entanglement swapping, have been lacking in the microwave domain. Here, we demonstrate three key elements of CV-based microwave quantum communication, (1) a Josephson mixer operating as nondegenerate two-mode entangler with maximum measured logarithmic negativity E_N=1.5, (2) a quantum teleportation apparatus, capable of teleporting vacuum and coherent states with a maximum fidelity of 73%, which exceeds the 50% classical limit and is mainly limited by intermediate losses in the setup, and (3) an entanglement swapping system which generates entanglement between two remote noninteracting modes via entanglement swapping operations applied to input vacuum and coherent states with maximum measured logarithmic negativity E_N=0.53. Such hardware-efficient CV entanglement building blocks that are based on nondegenerate Josephson mixers could enable wide-ranging applications in modular quantum computation, quantum cryptography, and quantum communication.
- Abstract（参考訳）: 量子通信は、強力な量子コンピュータを構築し、信頼できる量子ネットワークを確立するために必要である。
その根底にあるのは、異なる量子系への絡み合いの生成と分散であり、これは、それら上でリモート量子操作を実行したり、古典的なチャネルの助けを借りて、あるシステムから別のシステムへの量子状態のテレポートに使用できる。
この目的のために、非線形媒体に光を絞って効率よく無条件に製造でき、かつ、標準成分を用いて容易に操作、分散、測定できる連続可変(CV)絡み合いの資源を利用するのが有用である。
CVベースの量子通信の様々な側面が光学領域で実証されているが、電子レンジ領域では絡み換えなどの重要な機能が欠如している。
ここでは,(1)最大対数ネガティビティE_N=1.5の非退化2モードエンタングルとして動作するジョセフソン・ミキサー,(2)最大真空およびコヒーレント状態を最大73%の忠実度で伝送可能な量子テレポーテーション装置,(3)最大対数ネガティビティE_N=053の真空およびコヒーレント状態に印加された2つの遠隔操作モード間の絡み合いを発生させるエンタングルメントスワッピングシステム,の3つの重要な要素を示す。
非退化ジョセフソンミキサーをベースとした、ハードウェア効率の良いCVエンタングルメントブロックは、モジュラー量子計算、量子暗号、量子通信における幅広い応用を可能にする。
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