論文の概要: Crosstalk-Resilient Quantum MIMO for Scalable Quantum Communications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.21704v1
• Date: Thu, 26 Jun 2025 18:40:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-30 21:12:22.975358
• Title: Crosstalk-Resilient Quantum MIMO for Scalable Quantum Communications
• Title（参考訳）: スケーラブル量子通信のためのクロストーク・レジリエント量子MIMO
• Authors: Seid Koudia, Symeon Chatzinotas,
• Abstract要約: クロストークは物理的に結合した量子モードが干渉し、信号の忠実度が低下するときに発生する。 本稿では、離散可変量子情報を連続可変モードに符号化することに基づく緩和戦略を提案する。 論理情報の回復を可能にするゲージ固定デコーダの存在を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 40.44880302154388
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We address the challenge of crosstalk in quantum multiplexing -an obstacle to scaling throughput in quantum communication networks. Crosstalk arises when physically coupled quantum modes interfere, degrading signal fidelity. We propose a mitigation strategy based on encoding discrete-variable (DV) quantum information into continuous-variable (CV) bosonic modes using Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) codes. By analyzing the effect of mode-mixing interference, we show that under specific noise strength conditions, the interaction can be absorbed into a gauge subsystem that leaves the logical content intact. We provide rigorous conditions for perfect transmission in the ideal case, derive the structure of the output codes and prove the existence of a gauge-fixing decoder enabling recovery of the logical information. Numerical simulations under displacement Gaussian noise illustrate the fidelity behavior and rate-fidelity tradeoff. Our results establish a coding-theoretic foundation for crosstalk-resilient multiplexing in quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 量子多重化におけるクロストークの課題 - 量子通信ネットワークにおけるスループットのスケーリングの障害である。 クロストークは物理的に結合した量子モードが干渉し、信号の忠実度が低下するときに発生する。 本稿では,離散可変(DV)量子情報を連続可変(CV)ボソニックモードに符号化し,ゴッテマン・キタエフ・プレスキル(GKP)符号を用いた緩和戦略を提案する。 モード混合干渉の効果を解析することにより、特定の雑音強度条件下では、相互作用をゲージサブシステムに吸収し、論理的内容がそのまま残ることを示す。 理想的な場合において、完全伝送のための厳密な条件を提供し、出力符号の構造を導出し、論理情報の回復を可能にするゲージ固定デコーダの存在を証明する。 変位ガウス雑音下での数値シミュレーションは、忠実度挙動とレート-忠実度トレードオフを示す。 量子ネットワークにおけるクロストーク・レジリエンス多重化のための符号化理論の基礎を確立した。

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