Resource-Adaptive Teleportation Under Imperfect Entanglement: A Code-Puncturing Framework
Aalborg University（奥尔堡大学）
本文提出了一种码穿孔框架，通过结合纯化与穿孔QEC码，提高量子态传送在不完美纠缠下的可靠性，减少对初始EPR保真度和纯化的需求。
2026-02-12 cs.IT cs.NI math.IT
Transfer of quantum states using finite resources
讨论了在有限的资源下，利用噪声量子信道从Alice向Bob传输量子比特的问题。作为传输的基本协议，我们采用了量子隐形传态。结果表明，在一定的信道质量下，直接隐形传态结合量子比特净化优于纠缠净化。然而，如果信道的质量相当低，则应当简单地应用估计准备方案。
2000-12-14 quant-ph
Quantum Error Models and Error Mitigation for Long-Distance Teleportation Architectures
一种量子通信架构正在开发中，用于长距离、高保真度的量子比特隐形传态。它使用一个超亮窄带偏振纠缠光子源，加上捕获原子量子存储器，并且它与标准电信光纤上的长距离传输兼容。本文报道了误差模型的前隐形传态结构，并为扩展到它，使长距离传输和存储的格林伯格-霍恩-蔡林格状态。利用量子纠错或纠缠纯化，以提高这些量子通信架构的性能进行了讨论。
2002-11-14 quant-ph
Purification of Single-photon Entanglement
单光子纠缠是一种简单的纠缠形式，存在于共享一个光子的两个空间模式之间。尽管它的基本形式，它提供了一个有用的资源偏振纠缠光子，它可以用于量子隐形传态和纠缠交换操作。在这里，我们报告的第一个实验中，单光子纠缠纯化一个简单的线性光学为基础的协议。除了概念上的兴趣，这一结果可能会发现基于量子中继器的长距离量子通信的应用。
2010-01-25 quant-ph
Faithful sharing of multipartite entanglement over noisy quantum channels
我们提出了一个协议，其中两个或两个以上的当事人可以共享多体纠缠噪声量子信道。该协议是基于Shor和Preskill提出的纠缠纯化[Phys.Rev.Lett. 85，441（2000）]和通过各向同性态的量子隐形传态。我们表明，一个近乎完美的纯化意味着一个近乎完美的共享的多体纠缠两方之间，使该协议可以确保忠实地共享多体纠缠与Shor和Preskill的纠缠纯化的证明。
2003-12-31 quant-ph
Equivalent Quantum Circuits
为了更好地理解量子算法和协议，量子算法和协议通常被表示为量子线路。我们给出了一个等价规则的列表，这些规则可以帮助量子线路的分析和设计。作为实例应用，我们研究了量子隐形传态和密集编码协议的一个简单的XOR交换电路，并给出了一个基本的门隐形传态电路的直观图片。
2011-10-13 quant-ph
Feasible Entanglement Purification for Quantum Communication
量子纠缠态在远距离位置之间的分布对于未来大规模实现量子通信方案如量子密码和量子隐形传态是必不可少的。由于量子通信信道中不可避免的噪声，两个粒子之间的纠缠度随着它们传播的距离越来越小。因此，纠缠纯化是从低纠缠态中提取高纠缠态的关键。现有的一般纯化协议是基于量子控制非（CNOT）或类似的量子逻辑操作，这是非常难以实现的实验。目前CNOT门的实现太不完善，不能用于长距离量子通信。本文提出了一种对一般混合纠缠态进行纠缠纯化的可行方案，该方案不需要任何CNOT操作，只需要简单的线性光学元件。由于这些元件的完美度非常高，因此可以以所需的精度执行纯化所需的局部操作。我们的程序在当前技术的范围内，应该可以大大简化长距离量子通信的实现。
2000-12-05 quant-ph
Chip-to-chip hyperentanglement distribution and entanglement purification using silicon integrated photonics
该研究首次在集成硅芯片间实现偏振-空间超纠缠分发，并通过消耗空间自由度完成纠缠纯化，弥补了片上量子中继器的关键环节。
2025-10-21 quant-ph
Entanglement purification and protection in a superconducting quantum network
高保真度的量子纠缠是量子通信和分布式量子计算的关键资源，可以实现量子态隐形传态、密集编码和量子加密。然而，通信信道中的任何退相干源都会降低纠缠保真度，从而增加纠缠态协议的错误率。纠缠纯化提供了一种方法来减轻这些非理想性，通过蒸馏不纯的状态到更高保真度的纠缠态。在这里，我们演示了两个远程超导量子节点之间共享的贝尔对的纠缠纯化，该节点由一个中等损耗的1米长的超导通信电缆连接。我们使用一个净化过程，以纠正通过电缆传输所造成的主导振幅阻尼误差，与分数增加保真度一样大的$25\%$，实现了更高的阻尼误差。纯化达到的最佳最终保真度是$94.09\pm 0.98\%$。此外，我们使用动力学解耦和拉比驱动来保护纠缠态不受局部噪声的影响，将有效量子比特退相时间增加了4倍，从$3~\rm μs$到$12~\rmμs$。这些方法证明了在超导量子通信网络中产生和保持非常高保真纠缠的潜力。
2022-01-25 quant-ph
Multipartite secure state distribution
我们引入了一个秘密的多体纠缠态在现实世界中的量子本原分布。我们表明，在噪声量子信道（和噪声控制操作）的存在下，任何状态选择从一组两个着色图状态（CSS码字）可以创建高保真度，而它仍然是未知的所有各方。这是通过盲目的多体纠缠纯化，我们在本文中介绍，或通过多体纠缠纯化的扩大状态，这提供了一个替代方案的基础上标准的通道纯化和隐形传态的优势。因此，为各方提供了他们选择的用于分布式安全应用的秘密资源。
2005-05-20 quant-ph
High efficient multipartite entanglement purification using hyperentanglement
多体纠缠在受控量子隐形传态、量子秘密共享、量子精密测量等量子信息的重要分支中发挥着重要作用。然而，由于噪声的存在，最大多体纠缠态将退化为混合态。提出了一种有效的多体纠缠纯化方案（EPP），该方案仅在线性光学中就可以从Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态的N光子系统的低质量纠缠态中提取高质量纠缠态.该方案完成后，利用空间模纠缠对偏振纠缠进行净化，得到一对高质量的偏振纠缠态。这种EPP有几个优点。首先，在相同的纯化成功概率下，该EPP只需要一对多体GHZ态，而现有的EPP通常需要两对多体GHZ态。其次，如果考虑到实际的传输和探测器效率，这种EPP可能是非常有用的，因为净化效率的比率随着光子数和传输距离的增加而迅速增加。第三，该协议需要线性光学，不增加额外的测量操作，因此在实验上是可行的。这些优点使得该协议在未来的量子信息处理中具有潜在的应用价值。
2021-01-22 quant-ph
Probabilistic theories with purification
我们调查一般概率理论，其中每个混合状态有一个净化，唯一的可逆通道上的净化系统。我们证明了净化原理等价于每一个物理过程的可逆实现的存在，即每一个物理过程都可以被认为是由系统与环境的可逆相互作用产生的，而环境最终会被丢弃。从纯化原理出发，我们还构造了一个变换与二分态之间的同构，它具有量子力学中Choi-Jamiolkowski同构的所有结构性质.这样的同构允许人们证明量子力学的大部分基本特征，例如在独立实验中给出完美关联的纯二分态的存在，没有干扰的信息，没有所有纯态的联合鉴别，没有克隆，隐形传态，没有编程，没有比特承诺，可校正通道和删除通道之间的互补性，将纠缠破坏通道表征为测量和准备通道等，而不诉诸希尔伯特空间的数学框架。
2010-06-02 quant-ph
Faster-than-Clifford Simulations of Entanglement Purification Circuits and Their Full-stack Optimization
本文提出复杂度为 $\mathcal{O}(1)$ 的纠缠纯化电路模拟算法，并联合优化纯化电路与前向纠错，以提升第二代量子中继器性能。
2023-07-12 cs.ET quant-ph
Teleportation of entanglement over 143 km
作为不可克隆定理的直接结果，经典通信中的确定性放大对于量子态是不可能的。这就要求在未来的全球量子网络中采用更先进的技术，例如云量子计算。一个独特的解决方案是纠缠态的隐形传态，即纠缠交换，代表中心资源在遥远的节点之间中继纠缠。与纠缠纯化和量子存储器一起，它构成了所谓的量子中继器。由于上述构建模块仅在实验室设置中单独演示，因此所需技术在现实世界场景中的适用性仍有待证明。在这里，我们提出了一个自由空间的纠缠交换实验之间的加那利群岛的拉帕尔马和特内里费岛，验证了量子纠缠的存在下，两个先前独立的光子之间相隔143公里。我们得到了纠缠见证算子的期望值，超过经典极限6个标准差。通过连续产生两个所需的光子对和空间分离的相关测量事件，我们还表明了交换协议的可行性，在一个长距离的情况下，节点的独立性是高度要求。由于我们的研究结果已经允许有效地实现纠缠纯化，我们预计我们的试验奠定了基础，一个完全成熟的量子中继器在一个现实的高损耗，甚至动荡的量子信道。
2015-02-06 physics.optics quant-ph
Traversability dynamics of minimal Sachdev-Ye-Kitaev Wormhole-inspired teleportation protocol with a parity-time ($\mathcal{PT}$)-symmetric non-Hermitian deformation
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)（印度技术学院（贝拿勒斯印度教大学））
研究通过时间反演对称非厄运变形增强虫洞启发式传送协议的可穿越性，揭示非厄运拓扑在量子通信中的应用。
2026-01-25 quant-ph
Scalable Repeater Architecture for Long-Range Quantum Energy Teleportation in Gapped Systems
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Al-Azhar University（爱资哈尔大学）；China Three Gorges University（三峡大学）；Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（伊朗基础科学研究所）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, UCAS（亚太理论物理中心）
本文提出了一种可扩展的量子重传架构，用于在有隙系统中实现远距离量子能量传送，解决了传统方法的可扩展性问题。
2026-01-26 quant-ph
Realization of Universal Optimal Quantum Machines by Projective Operators and Stochastic Maps
最佳量子机可以通过线性投影运算来实现。在目前的工作中，一个一般的量子比特对称化理论，通过调查的密切联系，量子比特的纯化过程和任何通用的最佳反酉映射的可编程隐形传态。此外，本文还利用一种新颖的、非常一般的角动量理论分析了N->M克隆映射和N->（M-N）通用非门隐形传态的上下文实现。本文报道了一组扩展的状态对称化线性光学实验实现。这些包括1->2克隆过程，UNOT门和偏振编码量子比特的最佳部分转置映射的量子层析表征。
2004-07-22 quant-ph
Quantum simulation of interacting high-dimensional systems: the influence of noise
我们考虑使用成对相互作用量子比特来模拟相互作用的高维系统。在这种情况下的主要工具是产生有效的多体相互作用，我们研究了一些不同的协议，以获得它们。这些方法包括使用高阶过程（换向器方法），酉共轭或图状态编码，以及基于隐形传态的方法。我们详细地说明和比较了这些方法，并分析了仿真的时间成本。在文章的第二部分中，我们研究了噪声对仿真过程的影响。我们集中在相互作用哈密顿的错误，并考虑两个通用的噪声模型，（i）定时误差成对的相互作用和（ii）嘈杂的成对的相互作用所描述的主方程的Lindblad形式。我们分析和比较不同的模拟方法的噪声的影响，并提出了一种方法，以显着减少噪声的影响，利用纠缠净化与基于隐形传态的协议。
2007-06-01 quant-ph
Adaptive Entanglement Management in Quantum Multi-Core Architectures
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Chandigarh University（昌迪加尔大学）
研究量子多核架构中纠缠管理，比较反应式按需生成、主动式连续预生成和自适应连续预生成三种范式，用扩展模拟器在基准电路上评估，结果显示自适应方法显著降低平均隐形传态延迟，能大幅提高通信效率。
2026-07-17 quant-ph
Test one to test many: a unified approach to quantum benchmarks
量子基准通常用于验证量子信息协议的实验演示。然而，许多相关协议涉及无限的输入状态集，其中只有有限的子集可用于测试实现的质量。这是一个问题，因为测试中使用的许多状态的基准可能高于为无限多个状态计算的原始基准。这种情况出现在相干态的隐形传态和存储中，在实验中通常使用50%保真度的基准，尽管有限的相干态集合通常会导致更高的基准。在这里，我们表明，在所有的相干态的平均保真度可以间接探测与一个单一的设置，只需要双模压缩，一个50-50分束器，和零差检测。我们的装置使得量子隐形传态，存储，放大，衰减和纯化噪声相干态的严格的实验验证。更一般地说，我们证明了每一个量子基准可以通过准备一个纠缠态和测量一个可观察的。
2021-09-26 quant-ph
System Design for a Long-Line Quantum Repeater
我们提出了一种新的量子中继器网络的控制算法和系统设计，并概述了端到端的协议架构。这样的网络将产生长距离量子态，支持量子密钥分发以及分布式量子计算。量子中继器改善了量子通信吞吐量的减少，距离从指数到多项式。因为量子态不能被复制，所以量子中继器不是信号放大器，而是执行量子隐形传态的算法，结合称为纯化的特殊类型的量子纠错，以提高量子态的保真度。我们介绍了我们的带状纯化方案，这是特别有效的耦合量子比特的保真度低时，提高了这样的系统的实验实现的前景。由此产生的吞吐量计算通过详细的模拟较短的跳跃组成的长线。与早期方法相比，我们的算法改进将吞吐量提高了50倍，适用于广泛的物理特性。
2008-05-07 quant-ph
Virtual quantum resource distillation
本文提出虚拟量子资源蒸馏方法，通过仅近似目标纯态的测量统计并允许经典后处理，显著优于传统蒸馏，能从无法常规蒸馏的噪声态中纯化资源，且成本与资源量成反比，可通过凸和半定规划高效估计。
2024-04-26 quant-ph
The Security Analysis of Continuous-Variable Quantum Key Distribution under Limited Eavesdropping with Practical Fiber
本文基于隐形传态集体攻击模型，分析实用光纤损耗对连续变量QKD窃听能力的影响，发现有限纠缠下最优攻击为单站近发射端攻击，实际密钥率可提升20%~40%，且光纤损耗总体上有利于实际系统安全性与性能。
2023-12-29 quant-ph
Towards Distributed Quantum Computing by Qubit and Gate Graph Partitioning Techniques
针对分布式量子计算中纠缠生成与纯化的时间内存开销权衡问题，提出两种基于图表示的量子电路划分方法，通过METIS算法划分并经SeQUeNCe模拟器验证，发现最优划分技术取决于具体电路。
2023-10-05 cs.ET quant-ph
