論文の概要: End-to-end entanglement of quantum network paths with multi-parameter states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.22245v1
• Date: Fri, 27 Jun 2025 14:12:01 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-30 21:12:23.228912
• Title: End-to-end entanglement of quantum network paths with multi-parameter states
• Title（参考訳）: 多パラメータ状態をもつ量子ネットワークパスの終端絡み合い
• Authors: Md Sohel Mondal, Aniket Zambare, Siddhartha Santra,
• Abstract要約: 量子ネットワークにおける経路の終端絡みについて検討する。 平均的なエンドツーエンドの絡み合いのスケーリングの振る舞いは、その分布が平均に徐々に集中していることを明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Long-range entanglement distribution in a quantum network relies on entanglement swapping at intermediate nodes along a network path to connect short-range entangled states established over the network edges. The end-to-end entanglement of a network path obtained via this process determines the utility of the network path for executing entanglement enabled tasks and for the design of entanglement routing protocols in the quantum network. Here, we study the end-to-end entanglement of paths in a quantum network when the edges are characterised by multi-parameter quantum states that may be considered to be the output of arbitrary and unknown quantum channels described by the network's edges. We find that over ensembles of multi-parameter states with fixed concurrence but varying density matrix elements, the end-to-end entanglement takes a range of values upper bounded by a function of the concurrence of the network-edge states. The scaling behaviour of the average end-to-end entanglement reveals that its distribution gets increasingly concentrated around the mean as the paths become longer. For a network path of a given length, the average end-to-end entanglement vanishes for edge concurrence values below a threshold that increases with the path-length. Whereas, for edge concurrence values greater than the threshold the average end-to-end entanglement increases faster with the length of the path. As an implication of our results, we show that the optimal path for entanglement distribution between a pair of end nodes, connected by alternate paths with multi-parameter states along the edges, can be indeterminate given only entanglement guarantees along the network edges.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークにおける長距離エンタングルメント分布は、ネットワークエッジ上に確立された短距離エンタングルドステートを接続するために、中間ノードにおけるエンタングルメントスワップに依存する。 この方法で得られたネットワークパスのエンドツーエンドの絡み合いは、絡み合い可能なタスクの実行と量子ネットワークにおける絡み合いルーティングプロトコルの設計にネットワークパスの有用性を決定する。 本稿では、エッジが、ネットワークのエッジによって記述される任意の未知の量子チャネルの出力であると考えられるマルチパラメータ量子状態によって特徴づけられるとき、量子ネットワーク内のパスの終端絡みについて検討する。 固定されたコンカレンスを持つ多パラメータ状態のオーバーアンサンブルに対して,ネットワークエッジ状態のコンカレンス関数によって上界の値の範囲をエンド・ツー・エンドのエンタングルメントで求める。 平均的なエンドツーエンドの絡み合いのスケーリング挙動は、経路が長くなるにつれて、その分布が平均の周りに集中することを明らかにする。 所定の長さのネットワークパスに対して、平均的なエンドツーエンドの絡み合いは、パス長とともに増加するしきい値以下でエッジコンカレンス値に対して消滅する。 一方、エッジの収束値が閾値よりも大きい場合、平均的なエンドツーエンドの絡み合いはパスの長さとともに速く増加する。 この結果から,一対の終端ノード間の絡み合い分布の最適経路は,ネットワークエッジに沿った絡み合い保証のみを前提として,複数パラメータ状態の交互経路で接続できることが示唆された。

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