論文の概要: Entanglement-swapping measurements for deterministic entanglement distribution
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.08581v1
- Date: Tue, 13 Jan 2026 14:04:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-14 18:27:19.227364
- Title: Entanglement-swapping measurements for deterministic entanglement distribution
- Title（参考訳）: 決定論的絡み合い分布のエンタングルメント・スワッピング測定
- Authors: Mir Alimuddin, Jaemin Kim, Acín, Leonardo Zambrano,
- Abstract要約: エンタングルメントスワップは量子ネットワークにおけるノード間のエンタングルメントを分散するための鍵となるプリミティブである。
標準的なプロトコルでは、中間測定の結果が結果の状態を決定するため、プロセスは本質的に確率的であり、ポストセレクションを必要とする。
コンカレンス型エンタングルメント測度を最大化する最適測度は、複素アダマール行列から構築されることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.073904707128546
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Entanglement swapping is a key primitive for distributing entanglement across nodes in quantum networks. In standard protocols, the outcome of the intermediate measurement determines the resulting state, making the process inherently probabilistic and requiring postselection. In this work, we fully characterize those measurements under which entanglement swapping becomes deterministic: for arbitrary pure inputs, every measurement outcome produces local-unitarily equivalent states. We also show that an optimal measurement, maximizing a concurrence-type entanglement measure, is built from complex Hadamard matrices. For this optimal protocol, we provide a complete, dimension-dependent classification of deterministic entanglement-swapping measurements: unique in dimensions $d=2,3$, infinite for $d=4$, and comprising $72$ inequivalent classes for $d=5$. We further consider a general network with multiple swapping nodes and show that, for $d=2,3$ the resulting end-to-end state is independent of the order in which the repeaters perform the optimal measurements. Our results establish optimal entanglement-swapping schemes that are post-selection free, in the sense that they distribute entanglement across generic quantum network architectures without unfavorable measurement outcomes.
- Abstract（参考訳）: エンタングルメントスワップは量子ネットワークにおけるノード間のエンタングルメントを分散するための鍵となるプリミティブである。
標準的なプロトコルでは、中間測定の結果が結果の状態を決定するため、プロセスは本質的に確率的であり、ポストセレクションを必要とする。
本研究では,任意の純粋入力に対して,各測定結果が局所単位同値な状態を生成するという,絡み合い交換が決定論的になるような測定値を完全に特徴付ける。
また,コンカレンス型エンタングルメント測度を最大化する最適測度が,複素アダマール行列から構築されることを示す。
この最適プロトコルに対して、決定論的絡み合い-スワッピング測定の完全かつ次元依存的な分類を提供する:次元が$d=2,3$、無限が$d=4$、および$d=5$の7,2$の非等価クラスである。
さらに、複数のスワップノードを持つ一般的なネットワークについて検討し、$d=2,3$の場合、結果のエンドツーエンド状態は、リピータが最適な測定を行う順序に依存しないことを示す。
提案手法は, 計算結果が好ましくないことなく, 汎用量子ネットワークアーキテクチャにまたがる絡み合いを分散するという意味で, 選択後自由な最適絡み合いスワッピング方式を構築した。
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