論文の概要: Comparing GHZ-Based Strategies for Multipartite Entanglement Distribution in 2D Repeater Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.11632v1
- Date: Fri, 16 May 2025 18:50:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-20 14:57:10.751146
- Title: Comparing GHZ-Based Strategies for Multipartite Entanglement Distribution in 2D Repeater Networks
- Title（参考訳）: 2次元リピータネットワークにおけるGHZに基づくマルチパートエンタングルメント分布の比較
- Authors: Mohadeseh Azari, Amy Babay, Prashant Krishnamurthy, Kaushik Seshadreesan,
- Abstract要約: 我々は、$N$-qubit GHZ状態の距離範囲を拡張するのに必要な初期品質を決定するために比較研究を行う。
集中型量子スイッチを用いて初期GHZ状態を分散するための2つの戦略を解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.17811840395202347
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We conduct a comparative study to determine the initial quality necessary to extend the distance range of an $N$-qubit GHZ state (the parent state) using two-dimensional repeaters. We analyzed two strategies for distributing initial GHZ states using a centralized quantum switch to determine if any of the strategies show benefits: i) A strategy that employs quantum memories at the switch to retain quantum states entangled with each client node, where memory usage at the switch scales linearly with the number of clients, and ii) A strategy predicated on GHZ measurements at the switch node without reliance on memory assistance. In the former scenario, the switches generate GHZ states and teleport them to the clients by utilizing remote Bell pairs that are asynchronously generated and stored in memory. Conversely, in the latter scenario, the switches perform GHZ projective measurements on freshly generated remote Bell pairs without requiring local storage at the switch. To enhance the distance range of GHZ-type entanglement distribution, we analyze the two approaches as foundational elements for a self-repeating, two-dimensional quantum repeater architecture. Here, the clients of the switch nodes become the 2D repeater nodes that store elementary GHZ states in quantum memories, that can then be fused together to generate long-distance GHZ-type entanglement between end users of the network. By examining the two strategies' entanglement distribution rates and fidelities, we identify the conditions under which the 2D repeater architecture enhances overall performance, and we determine whether either method is a superior building block for such a repeater structure. Our findings illuminate the identification of effective modalities for the long-distance multipartite entanglement distribution within quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 我々は,2次元リピータを用いて,$N$-qubit GHZ状態(親状態)の距離範囲を拡大するために必要な初期品質を比較検討した。
我々は、集中型量子スイッチを用いて初期GHZ状態の分散のための2つの戦略を分析し、これらの戦略のいずれかが利点を示すかどうかを判定した。
一 スイッチにおける量子メモリを利用して各クライアントノードに絡み合った量子状態を維持する戦略であって、スイッチにおけるメモリ使用量がクライアント数と直線的にスケールするものであること。
二 メモリアシストに依存しないスイッチノードにおけるGHZ測定に基づく戦略。
以前のシナリオでは、スイッチはGHZ状態を生成し、非同期に生成されメモリに保存されるリモートベルペアを利用してクライアントにテレポートする。
逆に後者のシナリオでは、スイッチでローカルストレージを必要とせずに、新たに生成されたリモートベル対に対してGHZ投影計測を行う。
GHZ型エンタングルメント分布の距離範囲を拡大するため, 2つの手法を自己反復型2次元量子リピータアーキテクチャの基本要素として解析した。
ここで、スイッチノードのクライアントは、基本GHZ状態を量子メモリに格納する2Dリピータノードとなり、それを融合してネットワークのエンドユーザー間の長距離GHZ型絡みを発生させることができる。
両戦略の絡み合い分布率と忠実度を調べて,2次元リピータアーキテクチャが全体的な性能を向上させる条件を特定し,そのようなリピータ構造に対して,いずれの手法が優れたビルディングブロックであるか否かを判断する。
本研究は, 量子ネットワーク内における長距離多部絡み合い分布の有効モーダル比の同定について検討した。
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