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量子物理

arXiv:2407.00897 (quant-ph)
[提交于 2024年7月1日 (v1) ,最后修订 2025年1月6日 (此版本, v3)]

标题: 多场量子会议克服了网络容量限制

标题: Multi-field quantum conferencing overcomes the network capacity limit

Authors:Yuan-Mei Xie, Yu-Shuo Lu, Yao Fu, Hua-Lei Yin, Zeng-Bing Chen
摘要: 量子会议使量子网络中的多个节点能够共享一个安全的组密钥,用于私有信息广播。 然而,密钥速率受到无中继容量的限制,无法在网络中分发多粒子纠缠态。 目前,在有限尺寸情况下,没有可行的方案能够利用现有实验技术克服无中继量子网络中量子会议的基本速率-距离限制。 在此,我们提出了一种实用的多场方案,打破了这一限制,涉及通过后测量符合匹配虚拟建立格林伯格-霍恩-泽林格态。 该方案具有测量设备无关的特性,并可直接扩展以支持任意数量的用户。 模拟显示,在发送$10^{14}$脉冲的合理运行时间内,可以克服对组密钥速率的基本限制。 我们预测,它为未来量子网络中的远距离广播通信提供了一种高效的设计。
摘要: Quantum conferencing enables multiple nodes within a quantum network to share a secure group key for private message broadcasting. The key rate, however, is limited by the repeaterless capacity to distribute multiparticle entangled states across the network. Currently, in the finite-size regime, no feasible schemes utilizing existing experimental techniques can overcome the fundamental rate-distance limit of quantum conferencing in quantum networks without repeaters. Here, we propose a practical, multi-field scheme that breaks this limit, involving virtually establishing Greenberger-Horne-Zeilinger states through post-measurement coincidence matching. This proposal features a measurement-device-independent characteristic and can directly scale to support any number of users. Simulations show that the fundamental limitation on the group key rate can be overcome in a reasonable running time of sending $10^{14}$ pulses. We predict that it offers an efficient design for long-distance broadcast communication in future quantum networks.
评论: 21页,6图
主题: 量子物理 (quant-ph)
引用方式: arXiv:2407.00897 [quant-ph]
  (或者 arXiv:2407.00897v3 [quant-ph] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2407.00897
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Commun. Phys. 7, 410 (2024)
相关 DOI: https://doi.org/10.1038/s42005-024-01894-1
链接到相关资源的 DOI

提交历史

来自: Hua-Lei Yin [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2024 年 7 月 1 日 01:50:51 UTC (3,487 KB)
[v2] 星期六, 2024 年 12 月 28 日 01:04:28 UTC (2,711 KB)
[v3] 星期一, 2025 年 1 月 6 日 04:03:55 UTC (2,711 KB)
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