退相干与提纯约束下的量子中继网络仿真

长距离量子通信需要可靠的纠缠态分发,但采用Barrett-Kok等协议直接生成会面临成功率随距离呈指数级下降的问题,导致该方法在数百公里范围内无法实际应用。量子中继器通过分段信道并综合运用纠缠生成、交换和纯化技术来解决这一难题。该工作提出了一种连续时间退极化噪声下链式量子中继器的仿真框架,该模型实现了可预报纠缠生成、贝尔态交换及多轮纯化功能,支持自定义链长、噪声水平和纯化深度。数值模拟结果揭示了内存退相干如何制约性能、纯化技术如何缓解保真度衰减,以及时间和纠缠资源成本如何随距离变化。虽然经过简化,该框架为探索中继器设计中的权衡取舍提供了灵活工具,并为扩展至更复杂网络场景奠定了基础。

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提交arXiv: 2025-10-08 19:19

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