光学量子通信基本质量限制
可靠地远距离传输量子信息是量子技术领域(尤其是量子光学)的核心挑战,因为绝大多数量子通信依赖光纤或自由空间链路。该研究团队通过将研究重点从信息传输量转向传输质量(即信道使用次数与传输错误率衰减速率的关系)来解决这一难题。对于可被量子隐形传态模拟的信道(涵盖量子光学通信中出现的所有信道类型),研究人员证明其柯西态的单次逆相对熵纠缠度上界了双向辅助量子通信的误差指数——这与[Pirandola等,Nat. Comm. (2017)]提出的正则化相对熵纠缠度容量界限形成了完美对应。值得注意的是,针对高斯信道,该团队通过仅涉及有限维协方差矩阵的简单约束凸优化程序即可高效计算该界限。作为典型应用,他们推导出适用于光学通信基础单模高斯信道的封闭解析表达式。通过将近期研究[Lami等,arXiv:2408.07067 (2024)]拓展至无限维系统,该工作还赋予逆相对熵纠缠度在纠缠测试中的精确操作解释,并证明其表征了非纠缠操作下纠缠提纯的速率。这些发现为理解纠缠资源提供了新视角,并为未来量子光学网络确立了更精准的理论基准。