論文の概要: Single-click protocols for remote state preparation using weak coherent pulses

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.14857v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 17:09:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-21 16:52:41.536369
• Title: Single-click protocols for remote state preparation using weak coherent pulses
• Title（参考訳）: 弱コヒーレントパルスを用いたリモート状態調製のためのシングルクリックプロトコル
• Authors: Janice van Dam, Emil R. Hellebek, Tzula B. Propp, Junior R. Gonzales-Ureta, Anders S. Sørensen, Stephanie D. C. Wehner,
• Abstract要約: リモート状態準備(RSP)は、あるパーティが別のパーティの量子ビット上の既知の量子状態を、絡み合いを使って遠隔で準備することを可能にする。 従来知られていたRSPプロトコルに,弱コヒーレントパルスデバイスを用いた2つの新しいプロトコルを導入する。
• 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: Remote state preparation (RSP) allows one party to remotely prepare a known quantum state on another party's qubit using entanglement. This can be used in quantum networks to perform applications such as blind quantum computing or long-distance quantum key distribution (QKD) with quantum repeaters. Devices to perform RSP, referred to as a client, ideally have low hardware requirements, such as only sending photonic qubits. A weak coherent pulse source offers a practical alternative to true single-photon sources and is already widely used in QKD. Here, we introduce two new protocols to the previously known protocol for RSP with a weak-coherent-pulse-based device. The known technique uses a double-click (DC) protocol, where a photon from both the server and the client needs to reach an intermediate Bell state measurement. Here, we add to that a single-click (SC) RSP protocol, which requires only one photon to reach the Bell state measurement, allowing for better performance in certain regimes. In addition, we introduce a double-single-click (DSC) protocol, where the SC protocol is repeated twice, and a CNOT gate is applied between the resulting qubits. DSC mitigates the need for phase stabilization in certain regimes, lowering technical complexity while still improving performance compared to DC in some regimes. We compare these protocols in terms of fidelity and rate, finding that SC consistently achieves higher rates than DC and, interestingly, does not suffer from an inherently lower fidelity than the DC, as is the case for entanglement generation. Although SC provides stronger performance, DSC can still show performance improvements over DC, and it may have reduced technical complexity compared to SC. Lastly, we show how these protocols can be used in long-distance QKD using quantum repeaters.
• Abstract（参考訳）: リモート状態準備(RSP)は、あるパーティが別のパーティの量子ビット上の既知の量子状態を、絡み合いを使って遠隔で準備することを可能にする。 これは量子ネットワークにおいて、ブラインド量子コンピューティングや量子リピータを用いた長距離量子鍵分布(QKD)のようなアプリケーションを実行するために用いられる。 クライアントと呼ばれるRSPを実行するデバイスは、理想的にはフォトニックキュービットのみを送信するなどのハードウェア要件が低い。 弱いコヒーレントパルス源は真の単一光子源の代替として実用的であり、既にQKDで広く使われている。 本稿では、従来知られていたRSPプロトコルに、弱コヒーレントパルスデバイスを用いた2つの新しいプロトコルを導入する。 既知のテクニックは、ダブルクリック(DC)プロトコルを使用しており、サーバとクライアントの両方からのフォトンは、中間のベル状態測定に到達する必要がある。 ここでは、ベル状態測定に到達するために1つの光子しか必要としないシングルクリック(SC)RSPプロトコルを追加し、特定の条件下での性能を向上させる。 さらに、SCプロトコルを2回繰り返し、CNOTゲートをその結果の量子ビット間で適用するDouble-Single-Click (DSC)プロトコルを導入する。 DSCは特定のレジームにおける位相安定化の必要性を軽減し、技術的複雑さを低減しつつ、一部のレジームではDCと比較してパフォーマンスを改善している。 我々はこれらのプロトコルを忠実度とレートで比較し、SCがDCよりも一貫して高いレートを達成し、興味深いことに、絡み合い発生の場合のように、直流よりも本質的に低い忠実度に悩まされないことを発見した。 SCはより強力なパフォーマンスを提供するが、DSCは依然としてDCよりもパフォーマンスが向上しており、SCと比較して技術的な複雑さが減っている可能性がある。 最後に、これらのプロトコルが量子リピータを用いて長距離QKDでどのように使用できるかを示す。

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