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<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;S.-H.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Lee,&#x20;S.-W.</dcvalue>
<dcvalue element="contributor" qualifier="author">Jeong,&#x20;H.</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="accessioned">2024-01-19T13:03:45Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="available">2024-01-19T13:03:45Z</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="created">2022-01-26</dcvalue>
<dcvalue element="date" qualifier="issued">2021-12</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="issn">2643-1564</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="uri">https:&#x2F;&#x2F;pubs.kist.re.kr&#x2F;handle&#x2F;201004&#x2F;115972</dcvalue>
<dcvalue element="description" qualifier="abstract">The&#x20;coherent-state&#x20;qubit&#x20;is&#x20;a&#x20;promising&#x20;candidate&#x20;for&#x20;optical&#x20;quantum&#x20;information&#x20;processing&#x20;due&#x20;to&#x20;its&#x20;nearly&#x20;deterministic&#x20;nature&#x20;of&#x20;the&#x20;Bell-state&#x20;measurement&#x20;(BSM).&#x20;However,&#x20;its&#x20;nonorthogonality&#x20;incurs&#x20;difficulties&#x20;such&#x20;as&#x20;the&#x20;failure&#x20;of&#x20;the&#x20;BSM.&#x20;One&#x20;may&#x20;use&#x20;a&#x20;large&#x20;amplitude&#x20;(α)&#x20;for&#x20;the&#x20;coherent&#x20;state&#x20;to&#x20;minimize&#x20;the&#x20;failure&#x20;probability,&#x20;but&#x20;the&#x20;qubit&#x20;then&#x20;becomes&#x20;more&#x20;vulnerable&#x20;to&#x20;dephasing&#x20;by&#x20;photon&#x20;loss.&#x20;We&#x20;propose&#x20;a&#x20;hardware-efficient&#x20;concatenated&#x20;BSM&#x20;(CBSM)&#x20;scheme&#x20;with&#x20;modified&#x20;parity&#x20;encoding&#x20;using&#x20;coherent&#x20;states&#x20;with&#x20;reasonably&#x20;small&#x20;amplitudes&#x20;(|α|？2),&#x20;which&#x20;simultaneously&#x20;suppresses&#x20;both&#x20;failures&#x20;and&#x20;dephasing&#x20;in&#x20;the&#x20;BSM&#x20;procedure.&#x20;We&#x20;numerically&#x20;show&#x20;that&#x20;the&#x20;CBSM&#x20;scheme&#x20;achieves&#x20;a&#x20;success&#x20;probability&#x20;arbitrarily&#x20;close&#x20;to&#x20;unity&#x20;for&#x20;appropriate&#x20;values&#x20;of&#x20;α&#x20;and&#x20;sufficiently&#x20;low&#x20;photon&#x20;loss&#x20;rates&#x20;(e.g.,&#x20;？5%).&#x20;Furthermore,&#x20;we&#x20;verify&#x20;that&#x20;the&#x20;quantum&#x20;repeater&#x20;scheme&#x20;exploiting&#x20;the&#x20;CBSM&#x20;scheme&#x20;for&#x20;quantum&#x20;error&#x20;correction&#x20;enables&#x20;one&#x20;to&#x20;carry&#x20;out&#x20;efficient&#x20;long-range&#x20;quantum&#x20;communication&#x20;over&#x20;1000&#x20;km.&#x20;We&#x20;show&#x20;that&#x20;the&#x20;performance&#x20;is&#x20;comparable&#x20;to&#x20;those&#x20;of&#x20;other&#x20;up-to-date&#x20;methods&#x20;and&#x20;even&#x20;exceeds&#x20;them&#x20;in&#x20;some&#x20;cases.&#x20;Finally,&#x20;we&#x20;present&#x20;methods&#x20;to&#x20;prepare&#x20;logical&#x20;qubits&#x20;under&#x20;modified&#x20;parity&#x20;encoding,&#x20;and&#x20;we&#x20;implement&#x20;elementary&#x20;logical&#x20;operations,&#x20;which&#x20;consist&#x20;of&#x20;several&#x20;physical-level&#x20;ingredients&#x20;such&#x20;as&#x20;generation&#x20;of&#x20;superpositions&#x20;of&#x20;coherent&#x20;states&#x20;(SCSs)&#x20;and&#x20;elementary&#x20;gates&#x20;under&#x20;the&#x20;coherent-state&#x20;basis.&#x20;We&#x20;then&#x20;estimate&#x20;the&#x20;effects&#x20;of&#x20;imperfect&#x20;physical-level&#x20;elements&#x20;on&#x20;the&#x20;performance&#x20;of&#x20;the&#x20;scheme.&#x20;Our&#x20;work&#x20;demonstrates&#x20;that&#x20;the&#x20;encoded&#x20;coherent-state&#x20;qubits&#x20;in&#x20;free-propagating&#x20;fields&#x20;provide&#x20;an&#x20;alternative&#x20;route&#x20;to&#x20;fault-tolerant&#x20;information&#x20;processing,&#x20;especially&#x20;to&#x20;long-range&#x20;quantum&#x20;communication.&#x20;？&#x20;2021&#x20;authors.&#x20;Published&#x20;by&#x20;the&#x20;American&#x20;Physical&#x20;Society.</dcvalue>
<dcvalue element="language" qualifier="none">English</dcvalue>
<dcvalue element="publisher" qualifier="none">American&#x20;Physical&#x20;Society</dcvalue>
<dcvalue element="title" qualifier="none">Loss-tolerant&#x20;concatenated&#x20;Bell-state&#x20;measurement&#x20;with&#x20;encoded&#x20;coherent-state&#x20;qubits&#x20;for&#x20;long-range&#x20;quantum&#x20;communication</dcvalue>
<dcvalue element="type" qualifier="none">Article</dcvalue>
<dcvalue element="identifier" qualifier="doi">10.1103&#x2F;PhysRevResearch.3.043205</dcvalue>
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<dcvalue element="identifier" qualifier="bibliographicCitation">Physical&#x20;Review&#x20;Research,&#x20;v.3,&#x20;no.4</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="title">Physical&#x20;Review&#x20;Research</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="volume">3</dcvalue>
<dcvalue element="citation" qualifier="number">4</dcvalue>
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<dcvalue element="subject" qualifier="keywordAuthor">quantum&#x20;communication</dcvalue>
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