纠缠分布的渐近极限

长距离量子纠缠的可靠分发是量子信息科学的核心挑战,其根本限制在于噪声通信信道中的退相干效应。该工作研究了利用中间中继站以及局域操作与经典通信(LOCC)的量子网络中,纠缠分布的新近极限。该团队建立了一个严格的二分法:当且仅当底层量子信道存在可纠正子空间时,才可能实现任意长距离上纠缠的新近保持。对于缺乏此类子空间的信道,研究人员证明传输态会以指数速度收敛到可分态集合,使得标准LOCC滤波方法失效。为对抗这种指数级退化,该研究分析了每条链路采用并行信道使用的网络。该团队推导出物理资源需求的基本下界,证明对于没有可纠正子空间的信道,每条链路的并行信道数量必须至少随中间站数量呈对数增长,才能维持非零纠缠量。这一理论极限为量子中继器架构设立了严格的基准,并凸显了先进量子纠错码(如qLDPC码)的必要性——此类编码在逼近这一最优资源缩放方面展现出潜力。
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提交arXiv: 2026-05-22 09:56

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