Experimental demonstration of memory-enhanced scaling for entanglement connection of quantum repeater segments
量子中继协议是实现长距离量子通信和大规模量子网络的有效途径。量子中继器协议的一个关键思想是使用长寿命的量子存储器来实现不同中继器段之间的高效纠缠连接。在这里，我们报告了一个实验，实现了有效的连接的两个量子中继段通过按需纠缠交换使用两个原子量子存储器的存储时间为几十毫秒。随着存储器的增强，成功的纠缠连接的速率证明了标度变化的加速。实验实现了两个量子中继器段的纠缠连接，并具有有效的存储增强缩放功能，这证明了量子中继器协议的一个关键优势，这是未来大规模量子网络的基石。
2022-01-28 quant-ph
Resource reduction via repeaters in entanglement distribution
我们表明，在某些情况下，通过使用量子中继器，可以减少作为初始资源的纠缠量，以建立一个有噪声的信道两端之间的纠缠一定的最终量。我们的调查（对于各种渠道）考虑的情况下，大量的纠缠对通过信道传输使用已知的渐近结果和可压缩纠缠的限制。
2001-03-06 quant-ph
Quantum repeater for continuous variable entanglement distribution
量子中继器已经被提出作为扩展量子通信范围的一种方式。第一代方法使用纠缠交换沿着长距离信道连接纠缠链路。最近，已经有人提出了用于连续变量的第一代量子中继器。本文提出了一种利用最优高斯纠缠交换的连续变量中继方案。我们的方案使用无噪声线性放大器进行纠缠蒸馏。我们表明，与最简单的配置的无噪声线性放大器和良好的量子存储器和完美的源和检测器的假设下，我们的计划击败了直接传输上限较短的距离，可以提供优于以前的CV中继器计划。
2020-10-14 quant-ph
Entanglement Swapping Scheduling for Quantum Repeater Chains under Decoherence during Classical Communications
Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）
本研究开发分析模型，揭示量子中继链中中继器数量增加与退相干影响间的权衡，发现存在最优中继器数量，为未来量子网络设计提供指导。
2026-10-07 quant-ph
Optimal entanglement generation for efficient hybrid quantum repeaters
我们提出了一个现实的协议，在混合量子中继器的相邻节点的量子存储器之间产生纠缠。生成的纠缠只包括一种类型的错误，这使得有效的纠缠蒸馏。与具有这种属性的已知协议相比，我们的具有理想检测器的协议实现了成功概率和对Bell状态的保真度的理论极限，在中继器中具有更高的效率。我们还表明，我们的协议的优势仍然是现实的阈值检测器。
2008-11-19 quant-ph
Feasibility of satellite-augmented global quantum repeater networks
Airbus Central Research and Technology（空中客车中央研究与技术）；Institute for Quantum Physics and Center for Optical Quantum Technologies, University of Hamburg（汉堡大学量子物理研究所与光学量子技术中心）；Airbus Defence and Space（空中客车防务与航天）
本文研究了利用卫星增强的全球量子中继网络的可行性，通过整合卫星到地面链路模型与分析框架，优化端到端纠缠率，展示了低地球轨道卫星与量子中继器结合可实现全球量子网络。
2026-03-11 cs.NI quant-ph
Distributing entanglement in first generation discrete and continuous variable quantum repeaters
量子中继器用于克服量子态在长距离传输时获得的指数光子损失缩放。虽然用于量子信息的离散变量编码的中继器已经存在了一段时间，但是用于连续变量编码量子中继器的新方法直到最近才被提出。在这项工作中，我们提出了一种方法，使用离散变量中继器协议来分配连续变量状态，并利用它来比较第一代连续和离散变量量子中继器之间的连续变量纠缠分配率。这样的比较使我们能够开始对这两种截然不同的方法进行基准测试。
2022-08-05 quant-ph
Asynchronous Entanglement Routing for the Quantum Internet
本文针对量子原生中继器网络提出异步纠缠路由协议，借鉴经典有损网络中的动态拓扑维护思想，异步更新纠缠链路并选择最优交换路径，显著提升了纠缠速率和性能上界。
2023-12-21 cs.NI quant-ph
Repeater-enhanced distributed quantum sensing based on continuous-variable multipartite entanglement
纠缠是量子增强应用的独特资源。当用于感测时，分布式量子传感器之间的共享纠缠使得在估计量子传感器网络的全局参数时的测量灵敏度能够获得实质性增益。然而，在纠缠分布中发生的损失很快就消耗了纠缠量子传感器相对于提供本地量子资源的传感器所享有的测量灵敏度优势。在这里，我们提出了一种可行的方法来克服纠缠分布损失，并表明纠缠量子传感器所实现的测量灵敏度击败了最佳本地资源所提供的测量灵敏度。我们的方法依赖于无噪声线性放大器（NLA）作为量子中继器。我们表明，与构建量子中继器以抑制量子密钥分发的无中继器约束的突出挑战不同，基于NLA的分布式量子传感量子中继器是可以通过现有技术实现的。因此，分布式量子传感将成为受益于量子中继器的第一个应用实例。
2018-10-22 quant-ph
Analytical Performance Estimations for Quantum Repeater Network Scenarios
本文利用 Markov 链对量子中继器链的随机动态进行建模，为连续纠缠分发的长期吞吐量和按需延迟提供分析估计，并揭示了其对系统参数的依赖性。
2025-01-16 cs.NI cs.PF quant-ph
Quantum repeaters and quantum key distribution: the impact of entanglement distillation on the secret key rate
本文研究了量子密钥分发中的量子中继器。针对不同的蒸馏协议和蒸馏策略，我们优化了每内存每秒的密钥速率。为此，我们还推导出了量子中继器产生的纠缠对的平均数量的解析表达式，包括纠缠交换和纠缠蒸馏的经典通信时间。我们调查的影响，这个经典的通信时间上的秘密密钥速率。最后研究了检测器效率对密钥速率的影响。
2013-03-14 quant-ph
Efficient quantum repeater based on deterministic Rydberg gates
我们提出了一个有效的量子中继器结构与介观原子系综，里德伯封锁用于确定性的本地纠缠产生，纠缠交换和纠缠纯化。与传统的基于原子系综的量子中继器相比，在确定性里德伯门的帮助下，纠缠分发速率提高了两个数量级。这种新的量子中继器方案具有鲁棒性和快速性，从而为实际的长距离量子通信开辟了一条新的途径。
2010-03-09 quant-ph
Optimal entanglement swapping in quantum repeaters
我们将量子中继器链中的最优纠缠交换方案问题描述为一个马尔可夫决策过程，并给出了不同中继器大小下的解决方案。基于此，我们能够证明，通常使用的“加倍”方案进行概率分布的纠缠量子比特对在量子中继器的概率纠缠交换并不总是产生最好的可能的原始速率。专注于这个数字的优点，不考虑额外的概率元素的错误抑制，如纠缠蒸馏更高的“嵌套水平”，我们的方法表明，2的幂数的段在量子中继器理论中没有特权的位置;最好的方案可以构建任何数量的段。此外，经典的通信可以包括到我们的计划中，我们展示了这是如何影响不同数量的段的原始等待时间，再次确认在一些相关的参数制度的“非加倍”的最优性。因此，我们的方法提供了一个相当一般的物理设置中的量子中继器的最小可能的等待时间。
2021-09-02 quant-ph
Entanglement over global distances via quantum repeaters with satellite links
我们研究基于量子中继器架构的全球距离上的纠缠创建，该架构使用配备纠缠光子源的低地球轨道卫星，以及配备量子非破坏探测器和量子存储器的地面站。我们表明，这种方法允许纠缠创建在可行的速率超过距离，是无法通过直接传输通过光纤，甚至从非常遥远的卫星。
2014-10-20 quant-ph
Optimising repeater schemes for the quantum internet
使用直接传输执行量子通信任务的速率从根本上受到信道损耗的阻碍。原则上，量子中继器可以克服这些限制，但它们的引入必然会给纠缠的分布增加额外的复杂性。这种额外的复杂性--以及纠缠产生、贝尔交换和纠缠蒸馏等过程的随机性--使得找到好的量子中继器方案变得不容易。我们开发了一种算法，可以有效地执行一个启发式优化的量子中继器方案的一个子集一般中继器平台。我们发现一个强大的改进生成率相比，优化一个更简单的类的中继器方案的基础上BDCZ中继器计划。我们使用该算法来研究三种不同的实验量子中继器实现其分发纠缠的能力，我们称之为\emph{information processing}实现，\emph{multiplexed}实现，以及两者的组合。我们进行这种启发式优化的中继器方案，为这些实现的参数范围广，不同的实验设置。这使我们能够估计什么是最关键的参数，以改善纠缠产生，有多少中继器使用，以及哪些实现在其产生纠缠的能力表现最好。
2020-06-22 quant-ph
Entanglement distillation by dissipation and continuous quantum repeaters
尽管纠缠很容易受到与环境相互作用的影响，但它可以通过纯粹的耗散过程产生。然而，在噪声源的存在下，可达到的纠缠程度受到极大的限制。我们发现，蒸馏也可以实现耗散，这样一个高度纠缠的稳定状态。这里提出的方案显示出违反直觉的现象，例如，如果将噪声添加到系统中，则性能得到改善。我们还展示了如何耗散蒸馏可以采用连续的量子中继器架构，其中的资源规模与距离的多项式。
2011-05-03 quant-ph
Experimental Realization of Entanglement Concentration and A Quantum Repeater
我们报道了利用脉冲参量下转换产生的两个偏振纠缠光子对实现纠缠集中的实验。与此同时，我们的设置还提供了量子中继器的原理证明。我们的程序的质量进行验证，观察违反贝尔不等式超过5个标准差。实验中获得的高精度表明，该方法可以满足量子中继器多级实现中对可容忍误码率的要求，从而为远距离量子通信提供了一个实用的工具箱。
2003-01-22 quant-ph
Entanglement Distribution in Quantum Repeater with Purification and Optimized Buffer Time
本文研究了具有优化缓冲时间、噪声存储器和不完美操作的量子中继器纠缠分发，发现操作不完美时单存储器纠缠率随存储器数量增加而降低，强调了现实条件下量子中继器设计需考虑有限且不完美的操作与资源。
2023-05-23 quant-ph
Entanglement recovery by reversing the effect of noise in quantum repeater
Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）；Ewha Womans University（梨花女子大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Korea University of Science and Technology（韩国科学技术院）；Pohang University of Science and Technology (POSTECH)（浦项科技大学）
通过逆转噪声影响实现量子中继中纠缠的高效恢复，适用于强噪声环境及纠缠突然死亡区域。
2026-02-25 quant-ph
Linear optical scheme for error-free entanglement distribution and a quantum repeater
我们提出了一种在噪声信道中实现双光子偏振纠缠Bell态无误差分布的线性光学方案。该方案可以应用于基本量子中继器协议，在效率和系统复杂度方面具有潜在的显着改善。该方案基于光子的偏振和时间仓编码的使用，并且可以利用当前可用的技术执行单对单步纯化。
2006-09-18 quant-ph
Coupling of a quantum memory and telecommunication wavelength photons for high-rate entanglement distribution in quantum repeaters
量子中继器是远距离量子通信不可或缺的工具。然而，纠缠光子源和远程量子存储器之间的频率匹配是困难的，这是实现量子中继器的一个障碍。在本文中，我们展示了一种方法来实现耦合的Pr：YSO作为一个固定时间的QM与一个单一的倍频波长的光子通过频率稳定使用光学频率梳在所有应用的激光波长。所展示的方法可以实现量子中继器方案，从而提高纠缠产生率，为长距离量子通信铺平道路。
2021-12-02 quant-ph
A Robust Atom-Photon Entanglement Source for Quantum Repeaters
我们展示了一种新的方法，有效地和非常强大的创建一个原子和光子量子比特之间的纠缠。用单束激光激发一个原子系综，收集两个不同空间模式的散射拉曼场，产生原子-光子纠缠。在内置量子存储器的帮助下，纠缠在20.5 $μ$ s的存储时间后仍然存在，这一点通过CHSH型Bell不等式的破坏得到了进一步的证明。我们的纠缠过程是用于新颖的鲁棒量子中继器架构的构建块[Zhao等人，Phys. Rev. Lett. 98，240502（2007）]。我们的方法可以很容易地扩展到产生高维原子-光子纠缠。
2007-06-15 quant-ph
Entanglement distribution between quantum repeater nodes with an absorptive type memory
量子中继器是长距离量子通信中不可缺少的设备，是将纠缠从短距离扩展到长距离的必要条件，然而，即使是在相邻中继器节点之间，也无法实现高速率的纠缠分发。在C. Jones等人，在New J.Phys.18，083015（2016）中，针对多个量子点、金刚石中的氮空位中心和被用作中继器节点内部的量子存储器的捕获离子，计算了相邻中继器节点之间的纠缠分布率。考虑到实际应用，利用现有技术布置多个量子存储器变得如此困难。希望用尽可能少的存储晶体实现高速率纠缠分发。本文提出了一种新的基于原子频率梳的单量子存储器纠缠分配方案，该方案可以实现单晶体的时间多模操作。与以往研究的直接产生自旋光子纠缠的量子存储器相比，所采用的吸收型量子存储器降低了多模操作的难度。结果表明，与C. Jones等人，New J. Phys. 18，083015（2016），并且通过利用最先进的技术接近实验实施。
2021-07-23 quant-ph
Boosting end-to-end entanglement fidelity in quantum repeater networks via hybridized strategies
针对量子中继网络中仅用纠缠纯化或量子纠错无法满足安全量子密钥分发保真度要求的问题，提出在纯化基础上叠加量子纠错的混合策略，仿真证明其可产生高保真度贝尔对，并确定了适用错误参数范围。
2024-05-16 cs.NI quant-ph
On the waiting time in quantum repeaters with probabilistic entanglement swapping
实现量子中继器的标准方法依赖于概率性的但预示着的纠缠态操纵和量子态的存储，同时等待成功的事件。在关于这类中继器的文献中，计算中继器速率通常依赖于假设足够小的概率的近似值。在这里，我们提出了一个精确和系统的方法，包括基于马尔可夫链理论的算法来计算任意数量的链接的量子中继器的平均等待时间（因此传输速率）。对于多达四个中继段，我们明确给出了任意纠缠交换概率的精确速率公式。从三个部分开始，我们探索了具有任意（不仅是加倍）和动态（不仅是预定的）连接的方案。有限的记忆时间的影响也被认为是相对影响的经典通信（预示信号）显着增长的概率较大。相反，我们证明了小交换概率的量子中继器中的等待时间的统计行为不能单独由其平均值和额外的统计量词是必要的。对于大型中继器系统，我们提出了一个递归的方法，根据准确，但仍然有效地计算足够小的子中继器的等待时间。这种方法导致更好的中继器速率的下限相比，现有的计划。
2019-09-16 quant-ph
Toward a quantum repeater protocol based on the coherent state approach
本文的目的是交换两个分离的长距离位置之间的纠缠。纠缠相干态作为一种著名的双模连续变量态，在量子隐形传态和纠缠交换过程中具有重要的应用价值。为了使我们的研究更符合实际，我们还考虑了退相干对交换纠缠的影响。我们明确地建立了四个位置的模型，而且，我们发现我们的模型可以扩展到2N个位置，其中N = 3; 4;... .因此，我们可以引入这个模型作为量子中继器，这有助于纠缠交换到足够长的距离。
2021-05-22 quant-ph
Demonstration of Entanglement Purification and Swapping Protocol to Design Quantum Repeater in IBM Quantum Computer
量子通信是一种安全的方式来传输量子信息，并与网络中的远程合法方进行通信。虽然已经实现了长距离通信，但是由于通过传输信道的信息的不可避免的损失而产生技术问题。量子中继器可以利用纠缠交换和量子净化方案来扩展距离尺度。在这里，我们通过上述两个过程演示了量子中继器的工作。我们使用IBM的实量子处理器ibmqx 4来产生两对纠缠的量子比特，并设计一个等价的量子线路，从而交换两对量子比特之间的纠缠。然后，我们开发了一种新的纯化协议，提高了纠缠度在嘈杂的信道，包括位翻转，相位翻转和相变错误的组合错误。我们利用量子态层析技术验证了两对量子比特之间的纠缠交换和纯化协议的有效性。
2018-03-11 quant-ph
Rate analysis for a hybrid quantum repeater
我们提出了一个详细的速率分析的混合量子中继器假设完美的记忆和使用最佳的概率纠缠产生和确定性交换例程。混合量子中继协议是基于原子量子比特纠缠分布通过光相干态通信。推导了量子中继器中纠缠产生率的精确解析公式，并研究了纠缠纯化和复用策略对纠缠产生率的影响。更具体地说，我们认为尽可能少的纯化的情况下，我们表明，足够低的本地损失，这样的纯化仍然比多路复用更强大。在一个可能的实验方案中，我们的混合系统可以创建近最大纠缠（F = 0.98）对超过1280公里的距离在100赫兹的顺序的速率。
2010-10-01 quant-ph
Protocol for suppression of noise from stimulated multi-photon emissions in concatenated entanglement swapping links and quantum repeaters
本研究针对量子中继器等系统中受激多光子发射的噪声问题，提出交替BSM基的协议，消除误差随链长的二次增长，还可用于卫星辅助纠缠分发，并基于Clifford代数给出任意链长Bell态保真度的简洁表达式。
2023-05-22 quant-ph
Quantum repeaters in space
长距离纠缠是一种非常宝贵的资源，但由于光在光纤中的指数损耗，它的分布非常困难。一种可能的解决方案是使用基于纠缠交换或量子纠错的量子中继器。或者，可以利用卫星自由空间光链路，实现更好的损耗距离缩放。我们建议将这两种成分，量子中继器和基于卫星的链路，结合成一个方案，允许实现纠缠分布在全球范围内的少量中间不可信节点。放置在卫星上的纠缠源将以光子编码的量子态发送到轨道量子中继站，在那里进行纠缠交换。这个中继器链的性能进行评估的BB-84加密协议的密钥速率。我们与其他中继器链架构进行比较，并表明我们的方案是优越的，在几乎所有的情况下，实现更高的密钥速率，可靠性和灵活性。最后，我们分析了在中期实施的可行性，并讨论了示范性轨道配置。基于卫星的链路与地面中继器网络的集成可以被设想为未来量子互联网的骨干。
2020-05-20 quant-ph
Hybrid Quantum Repeater Chains with Atom-based Quantum Processing Units and Quantum Memory Multiplexers
Okinawa Institute of Science and Technology（冲绳科学技术大学院大学）；LQUOM, Inc.（LQUOM公司）
本文提出一种混合量子中继器设计，结合原子量子处理单元、光子源和量子存储器，实现高效远距离纠缠分发和高密钥率。
2026-10-30 quant-ph
Quantum Repeater Protocol using Quantum Error Correction for Distillation
Wyant College of Optical Sciences, University of Arizona（亚利桑那大学怀特光学科学学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Arizona（亚利桑那大学电气与计算机工程系）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校电气与计算机工程系）
本文提出利用量子纠错码实现确定性纠缠提纯，通过全局链路状态知识优化中继器的提纯和贝尔态测量调度，以提高端到端纠缠质量。
2026-03-25 quant-ph
Continuous-variable quantum repeater based on quantum scissors and mode multiplexing
量子中继器对于高速率、长距离的量子通信是不可或缺的。未来量子互联网的愿景很大程度上取决于在实践中实现量子中继器。已经提出了许多中继器用于基于离散变量（DV）的单光子量子通信。在电磁场模式的正交自由度上的连续变量（CV）编码提供了一种有吸引力的替代方案。例如，CV传输系统与其DV对应物相比更容易与现有的光学电信系统集成。然而，CV的复读生仍然难以捉摸。我们提出了一种新的量子中继器方案，用于在有损玻色子信道上进行CV纠缠分发，该方案克服了直接传输指数率损耗折衷。该方案涉及中继器节点，包括a）双模压缩真空（TMSV）CV纠缠源，b）量子剪刀操作以执行有损TMSV状态的非确定性无噪声线性放大，c）由第二代DV中继器启发的切换模式复用层，这是除了使DV中继器工作的概率纠缠纯化之外的关键成分，以及d）非高斯纠缠交换操作。我们报告我们的确切结果的速率损失包络实现的计划。
2020-01-19 quant-ph
Efficient computation of the waiting time and fidelity in quantum repeater chains
量子通信实现了一系列经典通信手段无法实现的应用，可证明安全的通信就是其中一个主要例子。量子通信方案通过直接通信可以覆盖的距离从根本上受到通信信道上的损耗的限制。通过量子中继器，这些方案的范围可以扩展，量子中继器链原则上可以覆盖任意长的距离。在这项工作中，我们提供了两个有效的算法来确定量子中继链的端节点之间的第一个生成的纠缠对的生成时间和保真度。该算法的运行时间随着链的段数的增加而多项式增加，这改进了现有算法的指数运行时间。我们的第一个算法是概率的，可以分析包括中间纠缠蒸馏的中继器链协议的改进版本。我们的第二个算法计算的等待时间分布到一个预先指定的截断时间，具有更快的运行时间比第一个，而且是准确的机器精度。使用我们的原理验证实现，我们能够分析中继器链的数千段的一些参数制度。因此，这些算法可以作为分析未来量子互联网的大型量子中继器链协议和拓扑结构的有用工具。
2019-12-16 quant-ph
Quantum repeaters based on Rydberg-blockade coupled atomic ensembles
基于最近提出的集体编码策略，我们提出了一个利用里德伯-阻塞耦合原子系综实现量子中继器的方案。利用里德伯阻断介导的双量子比特门和有效的合作光子发射来产生光子纠缠。由于通过基于里德伯的双量子比特门的确定性纠缠交换操作，以及通过封锁效应抑制多激发错误，本方案的纠缠分发速率比其他基于系综的中继器实现的速率高出几个数量级。我们还展示了如何实现时间复用与这个系统，它提供了一个额外的加速纠缠分布。
2010-03-11 quant-ph
Quantum repeaters with entangled coherent states
纠缠相干态可以通过从两个相干态的量子叠加态中非局域地减去单个光子来远程制备，即所谓的“薛定谔猫”态。这样的纠缠可以进一步分布在更长的距离，通过连续的纠缠交换操作使用线性光学和光子数分辨检测器。本文的目的是评估这种方法的性能，以量子中继器的长距离量子通信。尽管乍一看有许多吸引人的功能，但我们表明，当使用最先进的光子计数器和量子存储器时，它们并不能实现比基于单光子纠缠的中继器更高的纠缠产生率。我们讨论了潜在的发展，可以更好地利用丰富的纠缠的基础上连续变量，特别是有效的奇偶校验测量。
2009-12-19 quant-ph
Efficient Quantum Repeater with Single Atoms in Cavities
本文提出一种基于腔内单原子与光子-原子门的高效量子中继器方案，可在1000 km距离实现几Hz到100s Hz的安全密钥速率，为近期高效纠缠分发演示铺平道路。
2025-08-15 quant-ph
All-Photonic Quantum Repeater for Multipartite Entanglement Generation
分布式量子计算和量子秘密共享等量子网络应用为未来的量子网络提供了一种新的资源。长距离纠缠的产生和分布对于在全连接网络中利用量子技术至关重要且不可避免。两体纠缠在长距离上的分布已经取得了一些进展，而多体纠缠在长距离上的分布仍然没有解决。在这里，我们报告了一个二维量子中继协议的产生长距离的多体纠缠与全光子框架，以填补这一空白。该协议在不同网络用户数下的传输距离较长。随着扩展用户数量的效率和灵活性的提高，我们预计我们的协议可以作为未来量子网络的重要构建模块。
2022-12-10 quant-ph
Exact rate analysis for quantum repeaters with imperfect memories and entanglement swapping as soon as possible
我们提出了一个精确的速率分析的秘密密钥，可以在两方之间共享采用线性量子中继链。我们的主要动机之一是解决这样一个问题，即简单地将量子存储器沿着量子通信信道放置在现实环境中是否有益。底层模型假设单自旋量子存储器的确定性纠缠交换，并且它排除了概率纠缠蒸馏，从而排除了更高嵌套级别上的双向经典通信。在这个框架内，我们确定了任何最佳中继器方案的基本属性：并行纠缠分发，纠缠交换尽快和并行量子存储尽可能少。虽然这些特征对于具有一个中间站的最简单的中继器是明显的或微不足道的，但是对于更多的站，它们不能总是被组合。我们提出了一个最优方案，包括信道损失和记忆移相，证明了它的最优性的情况下，两个站和演示它的一般情况。在一个更现实的设置中，我们考虑了额外的工具和参数，如内存截止，多路复用，初始状态和交换门的性能，以及有限链路耦合效率，以便识别超出一个中间站的存储器辅助的量子密钥分发中的超过最小量子中继器的速率的潜在机制以及在所有中间站中可获得的那些机制。不受固定记忆量子比特和双向经典通信辅助的光学方案。
2022-03-19 quant-ph
Efficient quantum repeater in perspectives of both entanglement concentration rate and LOCC complexity
量子纠缠是许多重要的量子信息处理任务不可或缺的资源。但是，由于量子信道中的噪声，在实际中很难在长距离上分布量子纠缠。量子中继器是解决这一挑战的一个方案，它可以延长纠缠分发的距离。在该方案中，经典通信和本地操作的时间消耗在时间效率方面占有重要地位。基于这一观察，我们不仅从最佳纠缠集中率的角度，而且从局域操作和经典通信的复杂性的角度，利用基本的量子中继器方案。首先，我们考虑了两个双量子比特纯态的情况。我们构造了一个具有最优纠缠集中率和较少的本地操作和经典通信消耗的协议。我们还找到了一个标准的投影测量，以达到最佳的概率。其次，我们利用的情况下，两个一般的纯态的准备和一般的测量被认为是。我们得到了一个成功的测量操作产生一个最大纠缠态的概率的上限，而无需任何进一步的本地操作。
2017-10-08 quant-ph
Entanglement Distribution in Multi-Platform Buffered-Router-Assisted Frequency-Multiplexed Automated Repeater Chains
实现跨越全球的量子网络是当前全球的目标，其中近期和长期的实现将受益于针对特定任务优化的平台之间的连接。为此，本文提出了一种量子网络架构，其中基于NV $^-$色心的量子处理设备充当量子路由器，并且在量子路由器之间，通过基于稀土离子掺杂晶体中的吸收性量子存储器和不完美纠缠光子对源的光谱复用量子中继器来实现长距离纠缠分布。中继器和路由器之间的量子缓冲器结构的列入，虽然增加了复杂性，提高了可实现的纠缠分布率在网络中。虽然预期的速率和保真度结果是针对简单的线性网络（点对点）提出的，但复杂的拓扑结构通过在量子路由器的操作中包括额外的时间复用层而与所提出的架构兼容。根据文献中发现的参数提取的优点图为近期的情况下，并证明拟议的缓冲路由器辅助频率复用自动中继器链网络的可用性。
2021-06-10 quant-ph
Heralded high-efficiency quantum repeater with atomic ensembles assisted by faithful single-photon transmission
量子中继器是长距离量子通信网络的重要组成部分。以前的基于原子系综和线性光学元件的量子中继器在纠缠产生和纠缠交换过程中只能以1/2的最大成功概率进行。同时，纠缠分发过程中的偏振噪声对所创建的纠缠信道也是有害的。在此，我们引入了一种在单侧光腔中囚禁的原子系综与偏振光子之间的通用接口，并利用该接口提出了一种高效的量子中继协议，该协议通过稳定的时空纠缠实现了稳健的纠缠分发，并且原则上可以通过腔量子电动力学的结果以一种预示性的方式在相邻原子系综之间产生确定性纠缠。同时，简化的奇偶校验门使纠缠交换的效率由线性光学的1/2提高到1。我们详细介绍了我们的协议与当前的实验参数的性能，并显示其鲁棒性的缺陷，即，失谐和耦合的变化，参与反射过程。这些良好的特性使其成为长距离量子通信中的有用构件。
2015-10-31 quant-ph
Single-Satellite Quantum Repeater Performance Analysis
SUPA Department of Physics, University of Strathclyde（斯特拉斯克莱德大学）；School of Mathematical and Physical Sciences, University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Fraunhofer Centre for Applied Photonics（弗劳恩霍夫应用光子学中心）
研究单卫星与地面站之间纠缠分布的性能，对比直接双下行纠缠分发与空间量子中继在不同过顶几何结构下的表现，分析长期纠缠分布性能及高度依赖性。
2026-10-30 quant-ph
Quantum Repeaters based on Deterministic Storage of a Single Photon in distant Atomic Ensembles
量子中继器有望防止通信信道中的光子损失。最近，认真的努力已经应用于实现长距离纠缠的可扩展分布。然而，纠缠产生的概率性质和现实的量子存储器存储时间使量子中继器的实现成为一个突出的实验挑战。我们提出了一个量子中继器协议的基础上确定性存储的单光子在原子系综局限在遥远的高精腔，并表明，该系统是能够分布在长距离的纠缠与更高的速率相比，以前的协议，从而减轻了几个数量级的量子存储器寿命的限制。我们的方案对于量子信道中的相位起伏是鲁棒的，而在纠缠交换的每一步中，保真度缺陷是固定的并且可以忽略不计。
2011-10-12 quant-ph
Measurement-Based Entanglement Distillation and Constant-Rate Quantum Repeaters over Arbitrary Distances
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；University of Arizona（亚利桑那大学）
提出可利用任意稳定子码的基于测量的纠缠纯化与量子中继协议，并以 QLDPC 码实现任意距离恒定产率 Bell 态分发及容错阈值。
2025-09-28 quant-ph
Quantum Zeno Repeaters
量子中继器为长距离量子通信和量子互联网铺平了道路，量子中继器的想法是基于纠缠交换，这需要实现受控的量子门。经常测量量子系统会影响其动力学，称为量子芝诺效应（QZE）。除了减缓其演化，QZE还可以通过在测量之间引入一组精心设计的操作来控制量子系统的动力学。在这里，我们提出了一个纠缠交换协议的基础上QZE，它实现了几乎单位保真度。我们的协议的实施只需要简单的频繁的阈值测量和单粒子旋转。我们提出的纠缠交换协议扩展到一系列的中继站，用于构建量子芝诺中继器，无论中继器的数量如何，它也实现了几乎单位的保真度。不需要控制门，我们的建议减少了量子中继器的量子线路的复杂性。我们的工作对利用量子Zeno效应实现长距离量子通信和量子计算具有重要的意义。
2022-06-17 quant-ph
Entanglement Swapping with Integrated Narrowband Photon Sources for Quantum Repeaters
University of Geneva（日内瓦大学）；Geneva Quantum Centre, University of Geneva（日内瓦量子中心）；University of Calgary（卡尔加里大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本研究采用与多原子量子存储平台兼容的集成窄带光子源，实现了高可见度的纠缠交换，完成了覆盖1.6 THz的系统级稳定，为现场部署量子中继器解决了关键技术挑战。
2026-08-17 quant-ph
Towards Quantum Repeaters with Solid-State Qubits: Spin-Photon Entanglement Generation using Self-Assembled Quantum Dots
在本章中，我们将回顾使用旋在光学活性InAs量子点作为构建量子中继器的关键物理构建块，特别关注最近的结果表明量子存储器（电子自旋量子比特）和飞行量子比特（偏振或频率编码光子量子比特）之间的纠缠。这是展示远程量子存储器（用量子点实现）之间纠缠的第一步，这反过来又是构建功能性量子中继器路线图的里程碑。我们还通过概述量子中继器，其潜在用途以及实施它们所面临的挑战，将这项实验工作置于背景中。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental quantum repeater without quantum memory
量子中继器-可扩展量子互联网的重要组成部分-使纠缠能够在长距离上分布。量子中继器的标准范例依赖于量子存储器的必要的苛刻要求。尽管取得了重大进展，但量子存储器的有限性能使得实用的量子中继器仍然是一个巨大的挑战。值得注意的是，提出的全光子量子中继器通过利用中继器节点中的图形状态来避免对量子存储器的需要。在这里，我们使用线性光学进行全光子量子中继器的实验演示。通过操纵一个12光子干涉仪，我们实现了一个2 × 2的并行全光子量子中继器，并观察到比标准并行纠缠交换的纠缠产生率提高了89%。这些结果为设计具有高效单光子源和光子图态的中继器开辟了一条新的途径，并表明全光子方案代表了一条替代路径-与基于物质记忆的方案平行-实现实用的量子中继器。
2019-08-14 quant-ph
On noise in swap ASAP repeater chains: exact analytics, distributions and tight approximations
针对量子swap ASAP中继链保真度表征难题，提出基于生成函数的解析方法，得到至多25段保真度矩精确解、10段内完整分布及紧近似，还推广至全局截断策略优化并解析计算密钥率。
2025-05-08 quant-ph
On the Analysis of Quantum Repeater Chains with Sequential Swaps
该研究分析顺序交换的双向量子中继链性能，考虑退相干、门缺陷和链路不完美，给出平均纠缠保真度闭式表达式，并推广至连续请求场景，结合排队论分析硬件参数和距离对保真度及密钥率的影响。
2024-05-28 quant-ph
Quantum repeater with Rydberg blocked atomic ensembles in fiber-coupled cavities
我们提出并分析了一种量子中继器结构，在该结构中，光学腔中的里德堡阻挡原子系综通过光纤连接。纠缠的产生，交换和纯化是通过集体激光操纵的合奏和光子传输。纠缠的成功传输和存储是由电离事件而不是以前的方案中使用的光子探测信号来预示的。我们演示了如何高电荷检测效率允许缩短平均纠缠产生时间，我们分析了我们的方案与合奏Cs原子的实施。
2013-12-11 quant-ph
Distributing entangled state using quantum repeater protocol: Trapped atomic ions in optomechanical cavities
研究了利用量子中继协议实现囚禁原子离子纠缠态的远距离分布。实际上，长距离被分成短的部分，然后在光机械腔中使用纠缠产生和纠缠交换技术，纠缠被分发。为了完成这项任务，我们在光机械腔中执行捕获的原子离子之间的相互作用，对捕获的离子进行适当的测量，并将Bell态测量作为一种众所周知的交换纠缠的方法。相应地，纠缠分布在目标离子之间，具有令人满意的成功概率和纠缠度值。计算了泵浦光的失谐量和振幅对纠缠度和成功几率的影响。随着失谐量的增加，纠缠度和成功概率的起伏减小。通过增加泵浦光的振幅，纠缠的极大值会重复出现更多次，成功几率会经历一个反转-恢复现象。
2021-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Multiplexed quantum repeaters based on single-photon interference with mild stabilization
本文提出一种基于单光子干涉的量子中继器方案，通过降低相位稳定难度并利用多模量子存储器和双光子源等可行技术，实现了比现有方案更高的端节点纠缠分发率，推动了多模量子中继器发展。
2024-02-03 quant-ph
