論文の概要: Long-distance quantum communication sending single photons and keeping many

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.18767v1
• Date: Sun, 21 Dec 2025 15:13:29 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-23 18:54:32.495087
• Title: Long-distance quantum communication sending single photons and keeping many
• Title（参考訳）: 単一光子を送信し、多くを保持する長距離量子通信
• Authors: Stefan Häussler, Peter van Loock,
• Abstract要約: 長距離量子通信のための全光メモリベースの量子リピータを提案する。 ステーションを接続するファイバーを通して単一光子状態だけを送ることで、そのようなリピータは古典的なインフラの長期の体制で動作することができる。
• 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: Fiber-based classical communication is all-optical and uses light pulses reamplified and reshaped every 50-100 km in classical repeaters. Most compatible with this would be a quantum communication system which is also all-optical with quantum processing units placed in similar intervals. However, existing all-optical quantum communication protocols either require complicated quantum error correction steps for logical-qubit recoveries at every few kilometers or, over larger quantum repeater segments, they would at least depend on sharing complex multi-photon entangled states. Here we propose an all-optical memory-based quantum repeater for long-distance quantum communication, with quantum memories at each repeater station realized in the form of fiber loops combined with suitable quantum error correction codes for photon-loss protection. By sending only single-photon states through the fibers connecting the stations, such repeaters can operate in the classical infrastructure's long-segment regime. We analyze the performance of our scheme for the Gottesman-Kitaev-Preskill code, including a concatenation with the Steane code, as well as the single-photon quantum parity code for total distances up to 10000 km.
• Abstract（参考訳）: ファイバベースの古典的通信は全光学的であり、古典的リピータにおいて50～100km毎に増幅・再形成される光パルスを使用する。 これと最も互換性があるのは、同じ間隔に量子処理ユニットを配置した全光通信システムである。 しかし、既存の全光学量子通信プロトコルは、数km毎の論理量子ビット回復のために複雑な量子エラー補正ステップを必要とするか、あるいはより大きな量子リピータセグメントよりも、少なくとも複雑な多光子絡み合った状態を共有することに依存する。 本稿では、光子ロス保護のための適切な量子誤り訂正符号と組み合わせて、光ファイバーループの形で実現された各中継局における量子メモリを備えた、長距離量子通信のための全光メモリベースの量子リピータを提案する。 ステーションを接続するファイバーを通して単一光子状態だけを送ることで、そのようなリピータは古典的なインフラの長期の体制で動作することができる。 我々は,Steane符号との結合を含むGottesman-Kitaev-Preskill符号と,最大10000kmの距離の単一光子量子パリティ符号の性能解析を行った。

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