論文の概要: Remotely Preparing Many Qubits with a Single Photon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.03495v1
• Date: Fri, 03 Apr 2026 22:41:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-07 15:49:18.608385
• Title: Remotely Preparing Many Qubits with a Single Photon
• Title（参考訳）: 1光子で多くの量子ビットを遠隔で準備する
• Abstract要約: 1つの光子が$d$モードの重ね合わせで自然に$d$次元量子系、いわゆるquditを符号化する。 このような重ね合わせを利用して遠隔地状態の量子的高速化を実現することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A single photon in a superposition of $d$ modes naturally encode a $d$-dimensional quantum system, a so-called qudit. We show that such superpositions can be leveraged to achieve a quantum speed-up of remote remote state preparation (RSP): a primitive for several quantum network protocols. For a superposition over $d\geq 2$ modes, the photon state can encode up to ${\rm Log}_2(d)$ qubits, which we exploit in a proposed reflection based RSP protocol with multiple variations. For single qubit RSP, we achieve a performance comparable to the best known existing schemes but with reduced requirements for phase stabilization. For many qubit RSP the achievable success rates remain high despite needing exponentially many temporal modes, since only one photon needs to be transmitted and detected to prepare multiple qubits. By simultaneously preparing many qubits at once, we bypass limited qubit lifetimes limited qubit lifetimes and improve fidelities beyond what is achievable with existing RSP protocols.
• Abstract（参考訳）: 1つの光子が$d$モードの重ね合わせで自然に$d$次元量子系、いわゆるquditを符号化する。 このような重ね合わせは、複数の量子ネットワークプロトコルのプリミティブであるリモートリモート状態準備(RSP)の量子スピードアップを達成するために活用できることを示す。 d\geq 2$モード上の重ね合わせでは、光子状態は${\rm Log}_2(d)$ qubitsまでエンコードできる。 単一量子ビット RSP では、最もよく知られた既存のスキームに匹敵する性能を得るが、位相安定化の要求は減少する。 多くのキュービットRSPでは、指数的に多くの時間モードを必要とするにもかかわらず、達成可能な成功率は高いままである。 同時に多くのキュービットを準備することにより、制限されたキュービット寿命をバイパスし、既存のRSPプロトコルで達成可能な以上の忠実性を改善する。

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