論文の概要: Design Tradeoffs in Photonically Linked Qubit Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.06268v1
• Date: Fri, 06 Jun 2025 17:50:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-09 17:28:43.574831
• Title: Design Tradeoffs in Photonically Linked Qubit Networks
• Title（参考訳）: 光リンクしたQubitネットワークにおける設計トレードオフ
• Authors: Ely Novakoski, Jungsang Kim,
• Abstract要約: 量子ネットワークは、リモート量子処理ノード間で絡み合った量子ビットのペアを分散することで実現できる。 我々は、小さな光学キャビティに強く結合したイオン通信量子ビットに基づく2つのプロトコルを考える。 強い結合プロトコルの採用は、高忠実性を維持しながら、30～75%の実質的な流通率の改善をもたらす可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum networking can be realized by distributing pairs of entangled qubits between remote quantum processing nodes. Devoted communication qubits within each node can naturally interface with photons which bus quantum information between nodes. With the introduction of CQED to enhance interactions between communication qubits and photons, advanced protocols capable of achieving high entanglement distribution rates with high fidelity become feasible. In this paper, we consider two such protocols based on trapped ion communication qubits strongly coupled to small optical cavities. We study the rate and fidelity performance of these protocols as a function of critical device parameters and the photonic degree of freedom used to carry the quantum information. We compare the performance of these protocols with the traditional two-photon interference scheme, subjecting all protocols to the same experimentally relevant constraints. We find that adoption of the strong-coupling protocols could provide substantial distribution rate improvements of $30-75\%$ while maintaining the high-fidelities $\mathcal{F}\gtrsim99\%$ of the traditional scheme.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、リモート量子処理ノード間で絡み合った量子ビットのペアを分散することで実現できる。 各ノード内の復号化通信キュービットは、ノード間の量子情報をバスする光子と自然にインターフェースすることができる。 通信量子ビットと光子の相互作用を強化するためのCQEDの導入により、高忠実度で高い絡み合い分布率を達成することができる高度なプロトコルが実現可能となった。 本稿では、小さな光キャビティに強く結合したイオン通信キュービットに基づく2つのプロトコルについて考察する。 本稿では,これらのプロトコルの速度と忠実度を,重要なデバイスパラメータの関数として検討し,量子情報を運ぶために使用される光度自由度について検討する。 我々は、これらのプロトコルの性能を従来の2光子干渉方式と比較し、全てのプロトコルを同じ実験上の制約に従わせる。 強い結合プロトコルの採用は、従来のスキームの高忠実度$\mathcal{F}\gtrsim99\%$を維持しながら、30-75\%$の実質的な分散率向上をもたらす可能性がある。

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