Instituto Hearne de Física Teórica, Departamento de Física y Astronomía, y Centro de Computación y Tecnología, Universidad Estatal de Luisiana, Baton Rouge, Luisiana, 70803, EE. UU.
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Resumen
Distribuir el entrelazamiento a largas distancias es una de las tareas centrales en las redes cuánticas. Un problema importante, especialmente para las redes cuánticas a corto plazo, es desarrollar protocolos de distribución de entrelazamiento óptimos que tengan en cuenta las limitaciones del hardware actual y a corto plazo, como las memorias cuánticas con tiempo de coherencia limitado. Abordamos este problema iniciando el estudio de protocolos de redes cuánticas para la distribución por entrelazamiento utilizando la teoría de los procesos de decisión, de modo que los protocolos óptimos (denominados $ políticas $ en el contexto de los procesos de decisión) se pueden encontrar utilizando programación dinámica o algoritmos de aprendizaje por refuerzo. . Como primer paso, en este trabajo nos centramos exclusivamente en el nivel de enlace elemental. Comenzamos por definir un proceso de decisión cuántica para los eslabones elementales, junto con las cifras de mérito para evaluar las políticas. Luego proporcionamos dos algoritmos para determinar las políticas, uno de los cuales resulta ser óptimo (con respecto a la fidelidad y la probabilidad de éxito) entre todas las políticas. Luego mostramos que el protocolo de corte de memoria previamente estudiado puede formularse como una política dentro de nuestro marco de proceso de decisión, lo que nos permite obtener varios resultados fundamentales nuevos al respecto. Los desarrollos conceptuales y los resultados de este trabajo allanan el camino para el estudio sistemático de las limitaciones fundamentales de las redes cuánticas a corto plazo y los requisitos para realizarlas físicamente.
Imagen destacada: (Izquierda) Modelo de generación de enlaces elementales considerado en este trabajo. Asociamos cada red cuántica con un gráfico, cuyos vértices representan los nodos de la red y cuyos bordes representan canales cuánticos. Nos referimos a los bordes como enlaces elementales. Asociamos una estación fuente a cada enlace elemental, que distribuye estados entrelazados a los nodos correspondientes utilizando el canal cuántico correspondiente. (Derecha) Para cada enlace elemental, modelamos la evolución temporal de su estado cuántico utilizando un proceso de decisión cuántica.
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Citado por
[1] Koji Azuma, Stefan Bäuml, Tim Coopmans, David Elkouss y Boxi Li, "Herramientas para el diseño de redes cuánticas", Ciencia cuántica AVS 3 1, 014101 (2021).
[2] Laszlo Gyongyosi, "Estimación de funciones objetivas para resolver problemas de optimización en computadoras cuánticas de modelo de puerta", Informes científicos 10, 14220 (2020).
[3] Laszlo Gyongyosi, "Estimación de la dinámica de decoherencia para computadoras cuánticas de modelo de puerta superconductora", Procesamiento de información cuántica 19 10, 369 (2020).
[4] Laszlo Gyongyosi y Sandor Imre, "Computadoras cuánticas de modelo de puerta distribuida escalable", Informes científicos 11, 5172 (2021).
[5] Laszlo Gyongyosi y Sandor Imre, "Priorización y equilibrio de recursos para la Internet cuántica", Informes científicos 10, 22390 (2020).
Las citas anteriores son de ANUNCIOS SAO / NASA (última actualización exitosa 2021-09-07 14:09:42). La lista puede estar incompleta ya que no todos los editores proporcionan datos de citas adecuados y completos.
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Fuente: https://quantum-journal.org/papers/q-2021-09-07-537/
