論文の概要: No-Go Theorem for Gaussian Quantum Repeaters from Fractional Extendibility

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.05097v1
• Date: Wed, 03 Jun 2026 17:00:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-04 20:44:18.908444
• Title: No-Go Theorem for Gaussian Quantum Repeaters from Fractional Extendibility
• Title（参考訳）: 分数拡張性を考慮したガウス量子リピータのノーゴー理論
• Authors: Rabsan Galib Ahmed, Graeme Smith,
• Abstract要約: 量子ネットワークにおけるガウス量子リピータのノーゴー定理を証明する。 我々の証明はガウス状態に対する分数拡張性の概念に$k$-extendibilityの一般化を導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.277447144331876
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Photon loss in optical channels fundamentally limits long-range reliable quantum communication. A standard approach to overcoming this limitation is the use of quantum repeater nodes, which typically perform experimentally demanding non-Gaussian operations. However, whether Gaussian repeater protocols can enhance quantum communication rates over bosonic attenuation channels has remained open. In this work, we prove a no-go theorem for Gaussian quantum repeaters in a quantum network. Specifically, we show that any repeater chain composed of Gaussian operations, homodyne measurements, and arbitrary classical communication cannot enhance the quantum capacity of a pure-loss attenuation channel beyond that achievable by direct transmission. Our proof introduces a generalisation of $k$-extendibility to a notion of fractional extendibility for Gaussian states and establishes some of its useful properties, thereby providing a powerful framework for analysing Gaussian quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 光チャネルにおける光子損失は、基本的に長距離信頼できる量子通信を制限する。 この制限を克服するための標準的なアプローチは、通常実験的に要求される非ガウス演算を実行する量子リピータノードを使用することである。 しかし、ガウシアン・リピータプロトコルがボソニック減衰チャネルよりも量子通信速度を向上できるかどうかはまだ未定である。 本研究では,量子ネットワークにおけるガウス量子リピータのノーゴー定理を証明する。 具体的には, ガウス演算, ホモダイン測定, 任意の古典的通信からなるリピータ連鎖が, 直接伝送により達成可能な純粋損失減衰チャネルの量子容量を増大させることができないことを示す。 我々の証明は、ガウス状態に対する分数拡張性の概念への$k$-extendibilityの一般化を導入し、ガウス量子ネットワークを解析するための強力なフレームワークを提供する。

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