Entanglement generation in a quantum network at distance-independent rate
Entanglement generation in a quantum network at distance-independent rate
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量子网络中与距离无关的纠缠生成
DOI：
10.1038/s41534-022-00536-0
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发表时间：
2022
影响因子：
7.6
通讯作者：
Guha, Saikat
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Patil, Ashlesha;Pant, Mihir;Englund, Dirk;Towsley, Don;Guha, Saikat
我们开发了一种量子互联网中纠缠产生的协议，该协议允许中继节点使用量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）投影测量，该测量可以融合成功的纠缠链路，即，两个量子比特纠缠的贝尔对共享跨网络边缘，入射在该节点。对于n ≥ 3，在固态量子位存储器中实现n-融合原则上并不比2-融合（贝尔基测量）困难得多。如果我们允许甚至3融合在节点上，我们发现，通过开发一个连接到一个修改版本的网站债券渗流问题，尽管有损（因此概率）链路级纠缠的产生，并概率成功的融合测量在节点上，可以产生纠缠之间的结束方爱丽丝和鲍勃的速度保持不变，因为它们之间的距离增加。我们证明，这种强大的网络属性是不可能实现的任何量子网络协议建立贝尔测量和复用单独。我们还设计了一个两方量子密钥分配协议，将两个节点之间共享的纠缠态转换为共享的秘密，密钥生成速率与双方之间的距离无关。
We develop a protocol for entanglement generation in the quantum internet that allows a repeater node to usen-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) projective measurements that can fusensuccessfully entangledlinks, i.e., two-qubit entangled Bell pairs shared acrossnnetwork edges, incident at that node. Implementingn-fusion, forn≥ 3, is in principle not much harder than 2-fusions (Bell-basis measurements) in solid-state qubit memories. If we allow even 3-fusions at the nodes, we find—by developing a connection to a modified version of the site-bond percolation problem—that despite lossy (hence probabilistic) link-level entanglement generation, and probabilistic success of the fusion measurements at nodes, one can generate entanglement between end parties Alice and Bob at a rate that stays constant as the distance between them increases. We prove that this powerful network property is not possible to attain with any quantum networking protocol built with Bell measurements and multiplexing alone. We also design a two-party quantum key distribution protocol that converts the entangled states shared between two nodes into a shared secret, at a key generation rate that is independent of the distance between the two parties.
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影响因子：
7.6
作者：
M. Pant;H. Krovi;D. Towsley;L. Tassiulas;Liang Jiang;P. Basu;D. Englund;S. Guha
通讯作者：
M. Pant;H. Krovi;D. Towsley;L. Tassiulas;Liang Jiang;P. Basu;D. Englund;S. Guha
影响因子：
64.8
作者：
Bhaskar, M. K.;Riedinger, R.;Lukin, M. D.
通讯作者：
Lukin, M. D.
影响因子：
4.2
作者：
Khatri, Sumeet;Matyas, Corey T.;Dowling, Jonathan P.
通讯作者：
Dowling, Jonathan P.
DOI：
--
发表时间：
1961
期刊：
影响因子：
--
作者：
J. Hammersley
通讯作者：
J. Hammersley
影响因子：
2.9
作者：
Perseguers, S.;Cavalcanti, D.;Acin, A.
通讯作者：
Acin, A.