論文の概要: Advantages of Global Entanglement-Distillation Policies in Quantum Repeater Chains

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.06737v1
• Date: Wed, 08 Oct 2025 07:50:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-09 16:41:20.354114
• Title: Advantages of Global Entanglement-Distillation Policies in Quantum Repeater Chains
• Title（参考訳）: 量子リピータ鎖におけるグローバルエンタングルメント-蒸留法の有用性
• Authors: Iftach Yakar, Michael Ben-Or,
• Abstract要約: 量子リピータは、光子損失による長距離量子通信の実現に不可欠である。 現在の量子リピータ世代はエンタングルメント蒸留プロトコルを使用し、蒸留をいつ行うかは、局所的または大域的な知識に依存する。 我々は,グローバルな決定論的な政策が,通信速度の点で地域政策を上回っているかどうかを問う。
• 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: Quantum repeaters are essential for achieving long-distance quantum communication due to photon loss, which grows exponentially with the channel distance. Current quantum repeater generations use entanglement distillation protocols, where the decision of when to perform distillation depends on either local or global knowledge. Recent approaches for quantum repeaters, such as Mantri et al. (arXiv:2409.06152), consider using deterministic local decision policies for entanglement distillation. We ask whether global deterministic policies outperform local ones in terms of communication rate. We simulate equidistant repeater chains, assisted by two-way classical communication, and compare local and global policies for distillation decisions, spanning large distances and varying network and hardware parameters. Our findings show that global deterministic policies consistently outperform these local ones, and in some cases, determine whether secret communication is possible. For large repeater chains ($N>512$), global policies improve SKR by two orders of magnitude. These results suggest that local distillation decisions in quantum repeater chains may not be optimal, and may inform future protocol design.
• Abstract（参考訳）: 量子リピータは、チャネル距離とともに指数関数的に成長する光子損失による長距離量子通信を実現するために不可欠である。 現在の量子リピータ世代はエンタングルメント蒸留プロトコルを使用し、蒸留をいつ行うかは、局所的または大域的な知識に依存する。 Mantri et al (arXiv:2409.06152) のような近年の量子リピータに対するアプローチでは、エンタングルメント蒸留における決定論的局所決定ポリシーが検討されている。 我々は,グローバルな決定論的な政策が,通信速度の点で地域政策を上回っているかどうかを問う。 等価リピータチェーンをシミュレートし、双方向の古典的通信を補助し、蒸留決定のための局所的およびグローバルなポリシーを比較し、広い距離と様々なネットワークおよびハードウェアパラメータを比較した。 以上の結果から,グローバルな決定論的な政策は,これらの地域よりも一貫して優れており,場合によっては秘密通信が可能であるかどうかを判断する。 大型リピータチェーン(N>512$)の場合、グローバルポリシーはSKRを2桁改善する。 これらの結果から, 量子リピータ連鎖における局所蒸留決定は最適ではなく, 将来のプロトコル設計に影響を及ぼす可能性が示唆された。

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