基于玻色-GKP-奇偶编码的容错量子通信
量子中继器是实现长距离量子通信的重要平台,并有望最终成为安全量子互联网、可扩展量子网络或分布式量子计算机的核心基础设施。玻色编码提供了一种在纠错码中编码量子比特的高效方法——即使单个振荡器模式也能作为足够大的物理系统。本研究中,该团队首先聚焦于玻色戈特斯曼-基塔耶夫-普雷斯基尔(GKP)编码,将其作为基于损耗校正的量子中继器的天然候选方案,该方案可在室温环境下实现。研究表明,通过引入逻辑错误为代价,可在三种相关协议中有效抑制传输损耗,其中采用类中继型远程放大器的第三协议表现最优。这种方法无需更高层级编码即可实现中距离量子通信。研究人员利用模拟校验子信息计算出最终的安全密钥率,并提出一种基于GKP量子比特的级联贝尔态测量(CBSM)方案:通过改进的奇偶校验编码结合连续变量测量与限幅方法,可在不引入逻辑错误的前提下校正传输损耗,从而显著提升潜在传输距离。研究发现,基于GKP编码的中继器性能可与光子量子比特方案相媲美,同时所需量子比特数量可减少数个数量级。

