通过初始相位工程实现高维量子相干态的资源高效传送
高维量子系统通过扩展希尔伯特空间来增强对退相干和噪声的鲁棒性。然而,标准量子隐形传态本质上受限于测量复杂度的二次方增长和较高的经典通信开销,需要解析d²个贝尔态和2log₂d个经典比特。本研究提出了一种资源高效的高维相干性隐形传态协议(REHDCT)。通过设计d组专用正算子值测度(POVM)基,该协议利用其中一组设计的POVM将经典通信需求降低50%,从而将测量复杂度从O(d²)有效缩减至O(d)。进一步研究表明,通过初始相位工程使目标量子比特与测量基对齐,理论上可实现任意量子比特态相干性的完美传送。定量鲁棒性分析表明,该协议对操作误差保持高度稳健性,在d=16且相位偏差0.1弧度时仍能维持99.6%以上的效率。在多种噪声模型(振幅阻尼、相位翻转、退极化及比特翻转)下的分析证实,高维系统会随维度增加展现出不断扩大的量子优势窗口。值得注意的是,在比特翻转噪声下,通过POVM基的最优选择可完全恢复相干性隐形传态。这些发现确立了REHDCT作为未来高维量子网络中资源高效通信的实用化硬件友好框架。
量科快讯
1 天前
1 天前

