論文の概要: A Tailored Fidelity Estimation and Purification Method for Entangled Quantum Networks
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.18011v1
- Date: Fri, 20 Feb 2026 05:53:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-23 18:01:41.242163
- Title: A Tailored Fidelity Estimation and Purification Method for Entangled Quantum Networks
- Title（参考訳）: 絡み合った量子ネットワークの逐次忠実度推定と浄化法
- Authors: Takafumi Oka, Michal Hajdušek, Shota Nagayama, Rodney Van Meter,
- Abstract要約: 本稿では,量子状態再構成と絡み合い浄化を同時に行う方法を提案する。
量子ネットワークを起動するのに必要なベルペアの数は、既存の方法に比べて大幅に削減できる。
- 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: We present a method to conduct both quantum state reconstruction and entanglement purification simultaneously that is advantageous in several respects over previous work in this direction, showing that the number of Bell pairs necessary to boot a quantum network can be significantly reduced compared to an existing method. The existing method requires at least $10^5$ Bell pairs for the state reconstruction phase to estimate that the state is of fidelity $0.99$ within the error range of $10^{-2}$, whereas our approach only requires around $2,841$ to be certain with $99.7\%$ of confidence that the estimated fidelity lies within $[0.99-0.01, 0.99+0.01]$. In addition, in our approach we can start with a lower fidelity Bell pair and purify it multiple times, estimating at the same time the resultant fidelity with guarantee of $99.7\%$ that the fidelity estimate lies within a certain range. Moreover, the existing method cannot correct both bit-flip and phase-flip errors at the same time and can only correct one of these, whereas our approach can correct both bit-flip and phase-flip errors simultaneously. This research produces numerical estimates for the number of Bell pairs actually needed to guarantee a certain threshold fidelity $F$. The research can support the functioning real-world quantum networking by providing the information of the time needed for the bootstrapping of a quantum network to finish.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, 量子状態再構成と絡み合い浄化を同時に行う方法を提案する。これは, 従来の方法と比較して, 量子ネットワークを起動するのに必要なベルペアの数を著しく削減できることを示す。
既存の方法では、状態再構成フェーズに対して少なくとも10^5$ Bellペアが必要であり、状態が10^{-2}$の誤差範囲内で0.99$であることを示すのに対して、我々のアプローチは、推定された忠実度が[0.99-0.01, 0.99+0.01]$の範囲内にあることを保証するために2,841ドル程度しか必要としない。
さらに、我々のアプローチでは、より低い忠実度をベル対から始め、それを複数回浄化し、その結果の忠実度を99.7\%$の保証で推定することができる。
さらに,既存の手法では,ビットフリップと位相フリップの両誤差を同時に補正することはできず,一方,本手法ではビットフリップと位相フリップの両誤差を同時に修正することができる。
この研究は、あるしきい値が$F$であることを保証するために実際に必要となるベル対の数を数値で見積もる。
この研究は、量子ネットワークのブートストラップが完了するのに必要な時間の情報を提供することで、実世界の量子ネットワークの機能を支援することができる。
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