高速率光子数基三量子比特纠缠交换

远距离节点间的纠缠生成是分布式量子信息处理中的基础性过程。高维量子态(qudit)是提升纠缠分发能力的理想候选方案。然而,采用贝尔测量的qudit纠缠分发成功率通常低于传统基于量子比特的方案。本工作提出了一种专门针对三维量子态(qutrit)设计的新型纠缠交换协议,该方案采用光子数编码与附加模态基(如偏振态)相结合的方式,显著提升了成功概率。研究表明,在光子生成概率受限的条件下,所提出的qutrit协议能实现比传统基于双光子检测的量子比特协议更高的纠缠生成速率。进一步地,研究团队在包含光子损耗和阈值检测等实际实验缺陷条件下评估了该协议,证实其能通过概率性光子源实现高保真度纠缠生成。

量科快讯