論文の概要: Quantum repeaters based on stationary and flying Gottesman-Kitaev-Preskill qudits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00530v1
- Date: Fri, 01 Aug 2025 11:12:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.846225
- Title: Quantum repeaters based on stationary and flying Gottesman-Kitaev-Preskill qudits
- Title（参考訳）: 定常・飛行型ゴッテマン・キタエフ・プレスキルキューディットに基づく量子リピータ
- Authors: Stefan Häussler, Peter van Loock,
- Abstract要約: 我々は、飛行(光)量子ビットと静止(物質)量子ビットの両方に量子エラー補正(QEC)を用いる量子リピータスキームを探索する。
この考え方は、効果的なチャネル伝送と損失スケーリングを向上する、エンコードされた片道と双方向のスキームの利点を組み合わせることを目的としている。
- 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: There are various approaches to long-range quantum communication based on conceptually different forms of quantum repeaters. Here we explore a quantum repeater scheme that employs quantum error correction (QEC) both on the flying (light) qubits and on the stationary (matter) qubits. The idea is to combine the benefits of encoded one-way and two-way schemes where effective channel transmission and loss scaling are enhanced by means of photon loss codes and encoded quantum memories, respectively, while sacrificing some of their advantages such as high clock rates, independent of classical communication times (one-way), and potentially large segment lengths (two-way). More specifically, we illustrate, propose, and analyze such a quantum repeater using the bosonic Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) code which naturally enables encoding and QEC of qudits, protecting them against transmission and memory loss, the latter, for instance, occuring on collective spin modes of atomic ensembles. While the encoded one-way and two-way schemes on their own either require very high repeater link coupling efficiencies and GKP squeezing or allow for experimentally more feasible, small values of these parameters, respectively, we find that there are intermediate parameter regimes where the combined repeater protocol is superior.
- Abstract（参考訳）: 概念的に異なる量子リピータの形式に基づく長距離量子通信には様々なアプローチがある。
ここでは、フライング(光)量子ビットと静止(物質)量子ビットの両方に量子エラー補正(QEC)を用いる量子リピータ方式を検討する。
この考え方は、光子損失符号(英語版)と符号化量子メモリ(英語版)により、効果的なチャネル透過と損失のスケーリングが強化される一方通行と双方向の方式の利点を組み合わせるとともに、高クロックレート(英語版)、古典的な通信時間(英語版)(英語版)(英語版)(英語版)(一方通行)、潜在的に大きなセグメント長(英語版)(双方向)などの利点を犠牲にするものである。
具体的には,ボソニックな Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 符号を用いて量子リピータを記述し,提案し,解析する。
符号化された一方向と二方向のスキームは、非常に高いリピータリンク結合効率とGKPのスクイーズを必要とするか、あるいはこれらのパラメータのより実験的に実現可能な小さな値が可能であるかのどちらかであるが、組み合わせたリピータプロトコルが優れている中間パラメータ規則が存在することが分かる。
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