基于稳态和飞行Gottesman-Kitaev-Preskill量子位的量子中继器
基于不同概念的量子中继器方案,存在多种远距离量子通信的实现路径。该研究团队提出了一种同时对飞行(光子)量子比特与静态(物质)量子比特实施量子纠错(QEC)的中继器方案。该工作通过光子损耗编码增强有效信道传输能力,利用编码量子存储器优化损耗标度,从而融合了单向与双向编码方案的优势——但需以牺牲部分特性为代价,例如单向方案中与经典通信时间无关的高时钟频率,或双向方案中潜在的大分段长度。具体而言,研究人员采用基于玻色子戈特斯曼-基塔耶夫-普雷斯基尔(GKP)编码的方案进行论证与性能分析,该编码天然支持高维量子态(qudit)的编码与纠错,可防护传输过程与存储损耗(后者如原子系综中集体自旋模式的退相干效应)。研究表明:虽然单独采用单向编码方案需极高耦合效率与GKP压缩度,双向编码方案虽实验参数要求较低,但二者存在中间参数区间能使复合中继协议展现更优性能。
