論文の概要: Arbitrary high-dimensional entanglement purification with the superposition of paths
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.37136v1
- Date: Tue, 29 Sep 2026 09:39:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-30 21:28:47.390648
- Title: Arbitrary high-dimensional entanglement purification with the superposition of paths
- Title（参考訳）: 経路重畳による任意高次元エンタングルメント浄化
- Abstract要約: 任意の高次元エンタングルメント浄化プロトコルを実装するためのスケーラブルな手法を提案する。
適切なシングルキューディットゲートを選択することで、qudit-flipエラーとphase-flipエラーを浄化することができる。
この研究は、高次元量子通信と量子ネットワークへの道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.3846617073090846
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: High-dimensional quantum entanglement offers significant advantages over its two-dimensional counterparts in various quantum information processing tasks. We propose a scalable method for implementing an arbitrary high-dimensional entanglement purification protocol (HDEPP) using path superposition. By selecting appropriate single-qudit gates, qudit-flip errors and phase-flip errors can be purified. Counterintuitively, the HDEPP becomes more robust for higher-dimensional systems and exhibits enhanced purification fidelity as the dimension increases. Our HDEPP not only requires fewer operational resources but also in principle can achieve unity fidelity through multiple rounds of iteration. Furthermore, we develop feasible optical schemes to purify the frequency degree of freedom of photons suffering from qudit-flip and phase-flip errors using hyperentanglement. This work paves the way toward high-dimensional quantum communication and quantum networks.
- Abstract（参考訳）: 高次元量子絡み合いは、様々な量子情報処理タスクにおいて、その2次元よりも大きな利点をもたらす。
経路重畳を用いた任意の高次元エンタングルメント浄化プロトコル(HDEPP)を実装するためのスケーラブルな手法を提案する。
適切なシングルキューディットゲートを選択することで、qudit-flipエラーとphase-flipエラーを浄化することができる。
反対に、HDEPPは高次元系ではより頑丈になり、次元が大きくなるにつれて精製忠実度が向上する。
当社のHDEPPは、運用リソースを少なくするだけでなく、原則として、複数ラウンドのイテレーションを通じて一元性を実現することができます。
さらに,光子の周波数自由度を高次エンタングルメント(ハイパーエンタングルメント)を用いて高次位相フリップ誤差と位相フリップ誤差の周波数自由度を浄化する可能な光学的スキームを開発した。
この研究は、高次元量子通信と量子ネットワークへの道を開いた。
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