論文の概要: Hardware-Efficient Entanglement Distillation Using Bosonic Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.09700v1
• Date: Wed, 12 Mar 2025 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-14 15:52:23.437460
• Title: Hardware-Efficient Entanglement Distillation Using Bosonic Systems
• Title（参考訳）: ボソニックシステムを用いたハードウェア効率の良いエンタングルメント蒸留
• Authors: Shoham Jacoby, Rotem Arnon-Friedman, Serge Rosenblum,
• Abstract要約: 量子システム間で共有される高忠実な絡み合いは、量子通信と計算にとって不可欠な資源である。 一対のボゾン系の高次元ヒルベルト空間を利用して大量の絡み合いを保存することを提案する。 本研究では,本プロトコルが自然に発生する損失や誤認識の存在下で,絡み合った状態の忠実度を著しく向上させることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.8570591025615457
• License:
• Abstract: High-fidelity entanglement shared between distant quantum systems is an essential resource for quantum communication and computation. Entanglement distillation addresses this need by converting multiple noisy Bell pairs into fewer higher-fidelity pairs, using only local quantum operations and classical communication. However, this approach typically requires a substantial overhead in the number of qubits. To bypass this hurdle, we propose to leverage the high-dimensional Hilbert space of a single pair of bosonic systems to store a large amount of entanglement, replacing the need for multi-qubit systems. To distill entanglement in such a setup, we devise a new entanglement distillation protocol, tailored for bosonic systems. The protocol converts a highly-entangled noisy state between two bosonic systems into a lower-dimensional but high-fidelity entangled state, using only local bosonic operations. We show that our protocol significantly enhances the fidelity of the entangled state in the presence of naturally occurring loss and dephasing errors. Compared to methods relying on multiple Bell pairs, our scheme offers a more hardware-efficient strategy, providing a practical route toward the realization of entanglement distillation.
• Abstract（参考訳）: 遠方量子システム間で共有される高忠実な絡み合いは、量子通信と計算にとって必須の資源である。 エンタングルメント蒸留は、局所量子演算と古典的通信のみを使用して、複数のノイズの多いベル対をより少ない高忠実度対に変換することで、このニーズに対処する。 しかし、このアプローチは通常、キュービット数のかなりのオーバーヘッドを必要とする。 このハードルを回避すべく、一対のボゾン系の高次元ヒルベルト空間を利用して大量の絡み合いを保存し、マルチキュービットシステムの必要性を置き換えることを提案する。 このような装置で絡み合いを蒸留するために, ボソニックシステムに適した新しい絡み合い蒸留プロトコルを考案した。 このプロトコルは、2つのボソニック系の間の高絡み合いのノイズ状態を、局所ボソニック操作のみを用いて、低次元だが高忠実な絡み合い状態に変換する。 本研究では,本プロトコルが自然に発生する損失や誤認識の存在下で,絡み合った状態の忠実度を著しく向上させることを示す。 複数のベル対に依存する手法と比較して、我々の手法はよりハードウェア効率の良い戦略を提供し、絡み込み蒸留の実現に向けた実践的な道筋を提供する。

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