論文の概要: High-rate qutrit entanglement swapping with photon-number-basis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.04322v1
- Date: Sun, 06 Jul 2025 10:05:41 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-08 15:46:35.116859
- Title: High-rate qutrit entanglement swapping with photon-number-basis
- Title（参考訳）: 光子数基底を用いた高速四重項エンタングルメント
- Authors: Kazufumi Tanji, Hikaru Shimizu, Masahiro Takeoka,
- Abstract要約: 遠隔ノード間の絡み合い生成は分散量子情報処理の基本的なプロセスである。
本稿では,キュートリットに特化して設計された新しいエンタングルメントスワッププロトコルを提案する。
提案プロトコルは従来の2光子検出方式の量子ビットプロトコルと比較して高い絡み合い発生率が得られることを示す。
- 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: Entanglement generation between distant nodes is a fundamental process in distributed quantum information processing. Qudits, high-dimensional quantum states, are promising candidates for enhancing entanglement distribution capabilities. However, the success probability of qudit entanglement distribution using Bell measurements is typically lower than that of conventional qubit-based protocols. In this paper, we propose a novel entanglement swapping protocol specifically designed for qutrits (three-dimensional quantum states). Our protocol employs photon-number encoding combined with an additional mode basis, such as polarization, effectively increasing the success probability. We show that the proposed qutrit protocol can achieve higher entanglement generation rates compared to conventional two-photon detection-based qubit protocols, especially under conditions of limited photon generation probability. Furthermore, we evaluate our protocol under realistic experimental imperfections, including photon loss and threshold detection, and show that it achieves high fidelity with probabilistic photon sources.
- Abstract（参考訳）: 遠隔ノード間の絡み合い生成は分散量子情報処理の基本的なプロセスである。
高次元量子状態であるクイディットは、絡み合い分布能力を高めるための有望な候補である。
しかしベル測度を用いたカンジットエンタングルメント分布の成功確率は、通常、従来のクビットベースのプロトコルよりも低い。
本稿では,量子状態(3次元量子状態)に特化して設計された新しいエンタングルメントスワッププロトコルを提案する。
本プロトコルでは、光子数符号化と、偏光などの追加モードベースを組み合わせて、成功確率を効果的に増加させる。
提案プロトコルは従来の2光子検出ベースの量子ビットプロトコルと比較して、特に光子発生確率の限られた条件下で、より高い絡み合い発生率が得られることを示す。
さらに,光子損失やしきい値検出などの現実的な実験不完全条件下でのプロトコルの評価を行い,確率的光子源による高忠実性を実現することを示す。
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