論文の概要: Environment-assisted and weak measurement strategies for robust bidirectional quantum teleportation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.23274v1
- Date: Thu, 31 Jul 2025 06:20:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-01 17:19:09.207521
- Title: Environment-assisted and weak measurement strategies for robust bidirectional quantum teleportation
- Title（参考訳）: 頑健な双方向量子テレポーテーションのための環境支援・弱計測戦略
- Authors: Javid Ahmad Malik, Muzaffar Qadir Lone, Prince A Ganai,
- Abstract要約: 双方向量子テレポーテーション(BQT)は、分散量子ネットワークの重要なコンポーネントである。
環境支援・弱計測技術によるBQTのロバスト性向上戦略を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: This paper presents strategies for enhancing the robustness of bidirectional quantum teleportation (BQT) through environment-assisted and weak measurement techniques. BQT is a crucial component of distributed quantum networks, allowing for the bilateral transfer of quantum information between two nodes. While perfect teleportation necessitates maximally entangled states, these are vulnerable to degradation due to inherent decoherence. We propose a BQT scheme that enables the bilateral transfer of arbitrary qubits between nodes via amplitude damping channels (ADC), aiming to optimize fidelity using weak measurements in the final step of the process. Environment-assisted measurements (EAM) are used to establish a four-qubit channel composed of two Bell states. We explore two situations: (I) where only the recovery qubits pass through amplitude damping channels and (II) where the entire four-qubit channel is subjected to ADC. Our findings demonstrate a balance between average fidelity and success probability when the weak measurement strength ($q_w$) is constrained by the decay rate ($p$), specifically $q_w \in {[0,p]}$. Perfect BQT is achieved when $q_w = p$, indicating complete suppression of ADC effects. On the other hand, a decline in both average fidelity and success probability is noted when the weak measurement strength surpasses the ADC strength, marking the prohibited domain as $q_w \in {(p,1]}$. Additionally, our secured BQT protocol consistently outperforms the unprotected scheme in both scenarios, highlighting the effectiveness of the proposed protection strategies.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,環境支援・弱計測技術による双方向量子テレポーテーション(BQT)の堅牢性向上戦略を提案する。
BQTは分散量子ネットワークの重要なコンポーネントであり、2つのノード間で量子情報の双方向転送を可能にする。
完全テレポーテーションは最大の絡み合った状態を必要とするが、これらは固有のデコヒーレンスによる劣化に弱い。
そこで本稿では, 振幅減衰チャネル(ADC)によるノード間の任意の量子ビットの双方向転送を実現するBQT方式を提案する。
環境支援計測(EAM)は、2つのベル状態からなる4ビットチャネルを確立するために用いられる。
我々は, (I) 回復キュービットのみが振幅減衰チャネルを通過する状況と, (II) 四量子チャネル全体がADCを受ける状況の2つを探索する。
その結果, 弱測定強度(q_w$)が崩壊速度(p$)、具体的には$q_w \in {[0,p]}$に制約された場合, 平均忠実度と成功確率のバランスが示された。
完全BQTは$q_w = p$で達成され、ADC効果の完全な抑制を示す。
一方、ADC強度を超えると、平均忠実度と成功確率の両方が低下し、禁止領域が$q_w \in {(p,1]}$となる。
さらに、セキュアなBQTプロトコルは、両方のシナリオにおいて、保護されていないスキームよりも一貫して優れており、提案した保護戦略の有効性を強調している。
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