量子中继器的编码与经典纠错现实模拟

量子中继器是实现可扩展长距离量子网络的关键。随着量子信息处理向容错和纠错操作发展,研究能够超越原始物理纠缠、迈向逻辑纠缠的量子中继器变得愈发重要。本文在量子网络离散事件模拟器SeQUeNCe中,实现并模拟了采用编码与经典纠错的量子中继器(QRE-CEC)协议。该协议分发逻辑贝尔对、执行编码纠缠交换,并利用经典纠错对纠缠交换测量结果进行解码,以确定泡利框架校正。为完成本研究,该团队扩展了SeQUeNCe:添加了基于稳定子的后端,支持基于CSS码的编码操作,并集成了门操作、测量、空闲退相干及状态初始化噪声模型。模拟结果表明,QRE-CEC可将所有建模误差抑制至二阶。此外,在所研究的参数范围内,QRE-CEC能够在2000公里距离上以0.91的保真度分发逻辑贝尔对。除协议级性能评估外,本实现还揭示了理论研究中通常被抽象化的实际模拟器与控制面挑战。

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提交arXiv: 2026-05-07 20:38

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