論文の概要: Scalable Repeater Architecture for Long-Range Quantum Energy Teleportation in Gapped Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.18327v1
• Date: Mon, 26 Jan 2026 10:10:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-27 15:23:08.766897
• Title: Scalable Repeater Architecture for Long-Range Quantum Energy Teleportation in Gapped Systems
• Title（参考訳）: ガッペドシステムにおける長距離量子エネルギーテレポーテーションのためのスケーラブルリピータアーキテクチャ
• Authors: M. Y. Abd-Rabbou, Irfan Siddique, Saeed Haddadi, Cong-Feng Qiao,
• Abstract要約: 本稿では,エネルギーテレポーテーションに適応した階層型量子リピータアーキテクチャの提案と解析を行う。 提案プロトコルは,有意な絡み合いの発生,反復絡み合いの浄化,ネスト絡み合いのスワッピングをオーケストレーションすることにより,ノイズのある量子チャネルに固有の忠実度劣化を効果的に防止する。 これは、真空エネルギーを任意の距離で活性化する物理的許容性と計算的トラクタビリティを初めて証明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum Energy Teleportation (QET) constitutes a paradigm-shifting protocol that permits the activation of local vacuum energy through the consumption of pre-existing entanglement and classical communication. Nevertheless, the implementation of QET is severely impeded by the fundamental locality of gapped many-body systems, where the exponential clustering of ground-state correlations restricts energy extraction to microscopic scales. In this work, we address this scalability crisis within the framework of the one-dimensional anisotropic XY model. We initially provide a rigorous characterization of a monolithic measurement-induced strategy, demonstrating that while bulk projective measurements can theoretically induce long-range couplings, the approach is rendered physically untenable by exponentially diverging thermodynamic costs and vanishing success probabilities. To circumvent this impasse, we propose and analyze a hierarchical quantum repeater architecture adapted for energy teleportation. By orchestrating heralded entanglement generation, iterative entanglement purification, and nested entanglement swapping, our protocol effectively counteracts the fidelity degradation inherent in noisy quantum channels. We establish that this architecture fundamentally alters the operational resource scaling from exponential to polynomial. This proves, for the first time, the physical permissibility and computational tractability of activating vacuum energy at arbitrary distances. The significance lies not in net energy gain, but in establishing long-range QET as a viable protocol for remote quantum control and resource distribution.
• Abstract（参考訳）: 量子エネルギーテレポーテーション(Quantum Energy Teleportation、QET)は、既存の絡み合いと古典的な通信を消費することで、局所的な真空エネルギーの活性化を可能にするパラダイムシフトプロトコルである。 にもかかわらず、QETの実装は、基底状態相関の指数的クラスタリングがエネルギー抽出を顕微鏡スケールに制限する、ギャップ付き多体系の基本的な局所性によって著しく妨げられている。 本稿では,この拡張性危機を,一次元異方性XYモデルの枠組み内で解決する。 まず, 熱力学的コストを指数関数的に分散させ, 成功確率を消失させることにより, バルク射影測定が理論的に長距離結合を誘導できることを実証した。 これを回避するために,エネルギーテレポーテーションに適応した階層型量子リピータアーキテクチャを提案し,解析する。 提案プロトコルは,有意な絡み合いの発生,反復絡み合いの浄化,ネスト絡み合いのスワッピングをオーケストレーションすることにより,ノイズのある量子チャネルに固有の忠実度劣化を効果的に防止する。 このアーキテクチャは,運用リソースのスケーリングを指数関数から多項式に根本的に変化させる。 これは、真空エネルギーを任意の距離で活性化する物理的許容性と計算的トラクタビリティを初めて証明した。 その重要性は、純エネルギーゲインではなく、遠隔量子制御と資源分布のための実行可能なプロトコルとして長距離QETを確立することである。

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