論文の概要: Improving Entanglement Resilience in Quantum Memories with Error-Detection-Based Distillation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.06446v1
• Date: Mon, 08 Sep 2025 08:47:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-09 14:07:04.023307
• Title: Improving Entanglement Resilience in Quantum Memories with Error-Detection-Based Distillation
• Title（参考訳）: 誤り検出に基づく蒸留による量子メモリの絡み合い抵抗性の改善
• Authors: Huidan Zheng, Gunsik Min, Ilkwon Sohn, Jun Heo,
• Abstract要約: エンタングルメント劣化は、スケーラブルな量子ネットワークにとって重要な課題である。 本稿では[4,2,2]量子誤り検出符号に基づく絡み込み蒸留プロトコルを提案する。 本研究では,局所的な操作と古典的通信のみを用いて,記憶された論理的絡み合った状態をリフレッシュする再蒸留戦略について検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.13999481573773068
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The degradation of entanglement in quantum memories due to decoherence is a critical challenge for scalable quantum networks. We present an entanglement distillation protocol based on the [[4,2,2]] quantum error-detecting code, deriving analytical expressions for its output fidelity and yield, and benchmarking it against the BBPSSW protocol. In addition to initial distillation, we investigate a re-distillation strategy in which stored logical entangled states are refreshed using only local operations and classical communication, avoiding the need to regenerate and redistribute entanglement from scratch. Our analysis shows that this method can extend the effective storage lifetime beyond BBPSSW,with its performance advantage primarily determined by classical communication delay. We derive upper bounds on classical communication latency required for the approach to maintain superiority. This work introduces a framework for treating quantum memories as reusable resources and links distillation strategy to practical implementation constraints, offering quantitative guidance for designing resilient quantum networks.
• Abstract（参考訳）: デコヒーレンスによる量子メモリの絡み合いの悪化は、スケーラブルな量子ネットワークにとって重要な課題である。 本稿では,[4,2,2]量子誤り検出符号に基づく絡み込み蒸留プロトコルを提案する。 初期蒸留に加えて, 局所的な操作と古典的通信のみを用いて, 保存された論理的絡み合い状態をリフレッシュする再蒸留戦略も検討した。 本手法は,BBPSSWを超越して有効記憶寿命を延長し,従来の通信遅延によって性能上の優位性が決定できることを示す。 優位性を維持するためのアプローチに必要な古典的な通信遅延の上限を導出する。 この研究は、量子メモリを再利用可能な資源として扱うためのフレームワークを導入し、蒸留戦略を実用的な実装制約にリンクし、レジリエントな量子ネットワークを設計するための定量的ガイダンスを提供する。

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