論文の概要: Quantum teleportation over thermal microwave network

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14691v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 13:17:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.461933
• Title: Quantum teleportation over thermal microwave network
• Title（参考訳）: 熱マイクロ波ネットワークによる量子テレポーテーション
• Authors: W. K. Yam, S. Gandorfer, F. Fesquet, M. Handschuh, K. E. Honasoge, A. Marx, R. Gross, K. G. Fedorov,
• Abstract要約: マイクロ波系における量子通信は、分散量子コンピューティングとハイブリッド量子ネットワークにおいて重要な役割を果たす。 熱マイクロ波チャネル上の2つの空間分離希釈冷凍機間でのマイクロ波コヒーレント状態の量子テレポーテーションを,温度4$Kで実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.278995672373887
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum communication in the microwave regime is set to play an important role in distributed quantum computing and hybrid quantum networks. However, typical superconducting quantum circuits require millikelvin temperatures for operation, which poses a significant challenge for largescale microwave quantum networks. Here, we present a solution to this challenge by demonstrating the successful quantum teleportation of microwave coherent states between two spatially-separated dilution refrigerators over a thermal microwave channel with a temperature of $4$ K. We distribute two-mode squeezed states over the noisy channel and employ the resulting quantum entanglement for quantum teleportation of coherent states with fidelities of $72.3 \pm 0.5 ~\%$ at $1$ K and $59.9 \pm 2.5 ~\%$ at $4$ K, exceeding the no-cloning and classical communication thresholds, respectively. We successfully model the teleportation protocol using a Gaussian operator formalism that includes losses and noise. This analysis shows that the teleportation infidelity mainly stems from a parasitic heating of the cold quantum nodes due to the hot network connection. Our results prove the experimental feasibility of distributed superconducting architectures and motivate practical applications of noisy quantum networks in various frequency regimes.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波系における量子通信は、分散量子コンピューティングとハイブリッド量子ネットワークにおいて重要な役割を果たす。 しかし、典型的な超伝導量子回路はミリケルビンの温度を必要とするため、大規模なマイクロ波量子ネットワークでは大きな課題となる。 ここでは, 2つの空間分離型希釈冷凍機間のマイクロ波コヒーレント状態の量子テレポーテーションを, 4ドルKの温度で熱マイクロ波チャネル上で成功させ, ノイズチャネル上で2モード圧縮した状態を分配し, 共役状態の量子テレポーテーションに72.3 pm 0.5 ~ % をKで, 4ドルKで59.9 pm 2.5 ~ % をそれぞれ上回り, 古典的通信しきい値を超えている。 本稿では,損失とノイズを含むガウス演算子形式を用いて,テレポーテーションプロトコルのモデル化に成功した。 この分析により、テレポーテーションの不完全性は、主にホットネットワーク接続によるコールド量子ノードの寄生加熱に起因していることが示された。 本研究は, 分散超伝導アーキテクチャの実験的実現可能性を示し, 様々な周波数領域におけるノイズ量子ネットワークの実用化を動機づけるものである。

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