論文の概要: Long-distance quantum communication using concatenated ring graph codes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.19822v1
• Date: Tue, 25 Mar 2025 16:32:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-26 16:54:43.446540
• Title: Long-distance quantum communication using concatenated ring graph codes
• Title（参考訳）: 連結リンググラフ符号を用いた長距離量子通信
• Authors: Love Pettersson, Anders S. Sørensen,
• Abstract要約: 本稿では,リンググラフ符号と線形光ベル状態測定に基づく一方向量子リピータアーキテクチャを提案する。 これにより、単一量子ビット誤り率が存在する場合でも、kHZレートでの長距離量子通信が可能となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: To realize long-distance quantum communication, it is crucial to design quantum repeater architectures that can deal with transmission losses and operational errors. Code concatenation of photonic graph codes is a promising way to achieve this; however, existing concatenated codes that can correct both transmission losses and operational errors are extremely hardware-demanding. We propose a one-way quantum repeater architecture based on concatenated ring graph codes and linear optical Bell-state measurements. We construct a scheme to generate the concatenated ring graph codes using quantum emitters, where the number of matter qubits scales linearly with concatenation depth. Furthermore, we devise a measurement strategy at each repeater station with a simple experimental setup where photons are measured in the order that they are created and show that entanglement swapping is fault-tolerant to both transmission losses and operational errors. This allows for long-distance quantum communication ($> 10^4$ km) at a kHZ rate even in the presence of single qubit error rates $\epsilon > 10^{-3}$.
• Abstract（参考訳）: 長距離量子通信を実現するためには、伝送損失や運用上のエラーに対処できる量子リピータアーキテクチャの設計が不可欠である。 フォトニックグラフコードのコード結合は,これを実現する上で有望な方法である。 本稿では,連結リンググラフ符号と線形光ベル状態測定に基づく一方向量子リピータアーキテクチャを提案する。 量子エミッタを用いて連結リンググラフコードを生成するスキームを構築し, 物質量子ビットの数は連結深さとともに線形にスケールする。 さらに、各中継局において、光子を発生順に測定する簡単な実験装置を考案し、伝送損失と動作誤差の両方に対して絡み合い交換が耐障害性を示す。 これにより、単一量子ビット誤り率$\epsilon > 10^{-3}$であっても、kHZレートで長距離量子通信(> 10^4$ km)が可能になる。

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