論文の概要: Measurement-Based Entanglement Distillation and Constant-Rate Quantum Repeaters over Arbitrary Distances

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.11174v1
• Date: Sun, 16 Feb 2025 15:53:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-18 14:10:20.606829
• Title: Measurement-Based Entanglement Distillation and Constant-Rate Quantum Repeaters over Arbitrary Distances
• Title（参考訳）: 任意距離上の測定に基づくエンタングルメント蒸留と定レート量子リピータ
• Authors: Yu Shi, Ashlesha Patil, Saikat Guha,
• Abstract要約: 測定に基づく量子リピータは絡み合った蒸留とリンク間の交換を用いる。 本稿では, 測定に基づく絡み合い蒸留のための体系的プロトコルと, 安定器符号を活用可能なリピータへの応用について紹介する。 この研究は、将来のグローバルスケールのフォールトトレラント量子ネットワークのためのスケーラブルなバックボーンを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.496737164472548
• License:
• Abstract: Measurement-based quantum repeaters employ entanglement distillation and swapping across links using locally prepared resource states of minimal size and local Bell measurements. In this paper, we introduce a systematic protocol for measurement-based entanglement distillation and its application to repeaters that can leverage any stabilizer code. Given a code, we explicitly define the corresponding resource state and derive an error-recovery operation based on all Bell measurement outcomes. Our approach offers deeper insights into the impact of resource state noise on repeater performance while also providing strategies for efficient preparation and fault-tolerant preservation of resource states. As an application, we propose a measurement-based repeater protocol based on quantum low-density parity-check (QLDPC) codes, enabling constant-yield Bell state distribution over arbitrary distances. Numerical simulations confirm exponential suppression of infidelity with increasing code size while maintaining a fixed code rate. This work establishes a scalable backbone for future global-scale fault-tolerant quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 測定に基づく量子リピータは、最小サイズの局所的な資源状態と局所ベル測定を用いて、絡み合った蒸留とリンク間の交換を用いる。 本稿では, 測定に基づく絡み合い蒸留のための体系的プロトコルと, 安定器符号を活用可能なリピータへの応用について述べる。 コードが与えられた場合、対応するリソース状態を明確に定義し、すべてのベル測定結果に基づいてエラー回復操作を導出する。 提案手法は,資源状態のノイズがリピータ性能に与える影響について深い知見を提供するとともに,資源状態の効率的な準備と耐故障性維持のための戦略を提供する。 応用として、量子低密度パリティチェック(QLDPC)符号に基づく測定ベースのリピータプロトコルを提案する。 数値シミュレーションにより,固定符号率を維持しつつ,符号サイズの増加に伴う不確かさの指数的抑制を確認した。 この研究は、将来のグローバルスケールのフォールトトレラント量子ネットワークのためのスケーラブルなバックボーンを確立する。

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