离散变量串扰信道上的量子MIMO分集

量子通信在实现分布式量子计算与量子传感方面起着关键作用。当存在多个通信信道时,可采用分集策略提升通信可靠性(即输出量子态相对于输入态的保真度)。本研究针对量子离散变量多输入多输出(DV-MIMO)信道提出一种分集策略:发送端通过近似克隆将量子信息分配至多个信道,接收端采用纯化操作将含噪纠缠态合并为单一量子态。通过对比最佳信道选择等简单策略,该团队在同时存在串扰(采用受控SWAP算子建模)和退极化效应的量子信道中划定了优势区间。数值结果表明,在能够利用完整信道状态信息(CSI)优化克隆不对称性的场景下,克隆-纯化策略具有显著优势。尤为重要的是,与经典MIMO分集不同,该工作证明由于克隆操作的稀释代价,将量子信息分配至所有可用信道并不总能带来优势。

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