量子中继链中等待时间与保真度的高效计算
量子物理
2020-05-12 v1
摘要
量子通信能够实现经典通信手段无法实现的诸多应用，其中可证明安全通信是一个主要范例。量子通信方案通过直接通信所能覆盖的距离从根本上受到通信信道损耗的限制。借助量子中继器，这些方案的覆盖范围可以扩展，而量子中继器链原则上可以覆盖任意长的距离。在这项工作中，我们提供了两种高效算法，用于确定量子中继链端节点之间首次生成的纠缠对的生成时间与保真度。算法的运行时间随链段数量呈多项式增长，优于现有算法的指数级运行时间。我们的第一种算法是概率性的，能够分析包含中间纠缠蒸馏的精细化中继链协议版本。第二种算法计算截至预先指定截断时间的等待时间分布，运行速度比第一种更快，并且在机器精度范围内是精确的。利用我们的概念验证实现，我们能够在一些参数区间内分析具有数千个链段的中继链。因此，这些算法可作为分析未来量子互联网大型量子中继链协议与拓扑结构的有用工具。
引用
@article{arxiv.1912.07688,
title = {Efficient computation of the waiting time and fidelity in quantum repeater chains},
author = {Sebastiaan Brand and Tim Coopmans and David Elkouss},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.07688},
year = {2020}
}