优化通过噪声量子信道分配的纠缠态

纠缠态分发是量子信息科学中的一个关键问题,其在量子隐形传态和量子密码学等高级量子协议中具有核心作用。该研究团队探索了通过噪声量子通道实现远程双方量子纠缠分发的策略,具体对比了两种部署方案:一种是纠缠源位于通信线路中点,另一种是纠缠源位于通信端点上。对于特定类型的量子比特通道,研究人员通过理论分析证明了中点部署方案是最优选择。基于大量数值分析,该工作推测该方案可能普遍适用于所有量子比特通道。 针对中点部署场景,该团队开发了半定规划(SDP)技术来评估网络中的纠缠分发可行性,并量化可分发的纠缠量。在诸多实际案例中,当采用负度(negativity)作为纠缠度量时,该SDP框架能够可靠地捕获最大可分发的纠缠量。通过对多种通道模型的解析,研究人员证明在振幅阻尼与退极化噪声的复合作用下,仅能通过弱纠缠输入态实现纠缠分发。输入态中过度的纠缠反而会阻碍通道建立纠缠的能力。这些发现为优化现实量子通信网络的纠缠分发方案提供了重要依据。

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