論文の概要: Satellite-assisted Entanglement Distribution with High-Dimensional Photonic Encoding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.16751v1
• Date: Thu, 22 May 2025 14:58:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-23 17:12:48.374642
• Title: Satellite-assisted Entanglement Distribution with High-Dimensional Photonic Encoding
• Title（参考訳）: 高次元フォトニック符号化による衛星支援エンタングルメント分布
• Authors: V. Domínguez Tubío, M. C. Dijksman, J. Borregaard,
• Abstract要約: 衛星支援型絡み合い分布は、長距離量子ネットワークの実現に有望なアプローチである。 我々は、既存の衛星互換パラメトリックダウン変換源とクウディト互換量子メモリを地上で組み合わせることで、それを回避できることを実証する。 我々は、数秒で達成可能なコヒーレンス時間を実現し、ミシウス衛星の衛星性能を実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Satellite-assisted entanglement distribution is a promising approach for realizing long-range quantum networking. However, the limited coherence time of existing quantum memories makes it challenging to obtain multiple event-ready entangled pairs between ground stations since one pair decoheres before the successful distribution of another. We demonstrate how this can be circumvented by pairing existing satellite-compatible spontaneous parametric down conversion (SPDC) sources with qudit-compatible quantum memories on ground. By operating the SPDC source as a source of time-bin encoded photonic qudits, simultaneous distribution of multiple entangled pairs between the ground stations can be achieved at a significantly higher rate than if the SPDC sources was operated as a source of photonic qubits. We find that for achievable coherence times of several seconds and demonstrated satellite performances from the Micius satellite, the qudit operation leads to several orders of magnitude faster distribution rates than the qubit-based operation when more than one event-ready high-quality (Bell pair fidelity $\geq0.95$) entangled pair is desired. To ensure high-quality entanglement distribution, we consider multiplexed quantum memory operation storage and, in the qubit case, we also consider storage cutoff times.
• Abstract（参考訳）: 衛星支援型絡み合い分布は、長距離量子ネットワークの実現に有望なアプローチである。 しかし、既存の量子メモリのコヒーレンス時間に制限があるため、あるペアが他のペアの分布を成功させる前にデコヒーレントするため、地上ステーション間で複数のイベント対応の絡み合ったペアを得るのは難しい。 我々は、既存の衛星互換パラメトリックダウン変換(SPDC)ソースと、地上でキューディット互換の量子メモリを組み合わせることで、これを回避できることを実証する。 タイムビン符号化されたフォトニックキュービットのソースとしてSPDCソースを動作させることにより、フォトニックキュービットのソースとしてSPDCソースを動作させた場合よりも、地上局間の複数の絡み合ったペアの同時分布を著しく高い速度で達成することができる。 我々は,数秒で達成可能なコヒーレンス時間を実現し,ミシウス衛星の衛星性能を実証するために,qudit演算は,複数のイベント可読高品質(ベル対フィデリティ$\geq0.95$)アンタングルペアが望まれる場合に,キュービットベースの演算よりも数桁高速な分布速度を実現する。 高品質なエンタングルメント分布を確保するため、多重量子メモリの動作記憶を考慮し、キュービットの場合、ストレージの停止時間も考慮する。

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