Entanglement distillation for quantum communication network with atomic-ensemble memories
原子系综具有较长的相干时间和与光子非线性相互作用的集体增强效应，是量子通信网络的有效存储节点。本文研究了利用腔量子电动力学中的单光子输入-输出过程实现非局域原子系综纠缠蒸馏的可能性。给出了一个参数已知的部分纠缠纯态两原子系综系统的最优纠缠浓缩方案（ECP）和一个参数未知的部分纠缠纯态系统的有效ECP方案.对于处于混合纠缠态的系统，我们提出了一种利用PCD的纠缠纯化方案。这些纠缠蒸馏协议具有较高的保真度和效率，与现有的实验技术，它们是有用的量子通信网络与原子系综存储器。
2014-10-01 quant-ph
Telecom-heralded entanglement between remote multimode solid-state quantum memories
未来的量子网络将能够在遥远的位置之间分配纠缠，并允许在量子通信，量子传感和分布式量子计算中的应用。这个网络的核心是在远程互连的量子节点上产生和存储纠缠的能力。虽然各种性质的远程物理系统已经成功地纠缠在一起，但这些实现都没有涵盖网络操作的所有要求，例如电信兼容性和多模操作。在这里，我们报告了两个空间分离的量子节点之间的纠缠的演示，其中纠缠存储在多模固态量子存储器中。在每个节点处，掺杂镨的晶体存储相关对的光子，其中第二个光子处于电信波长。放置在不同实验室的量子存储器之间的纠缠通过以高达1.4 kHz的速率检测电信光子来预示，并存储在晶体中预定的存储时间高达25微秒。我们还表明，所产生的纠缠是强大的，对损失的先驱路径，并演示时间复用操作，62个时间模式。我们的实现可扩展到更长距离的纠缠，并为基于固态资源的现场部署的多路复用量子中继器提供了一条可行的路线。
2021-01-13 quant-ph
Entanglement and non-locality between disparate solid-state quantum memories mediated by photons
通过光子交换使具有不同特性的量子系统纠缠在一起是构建未来量子网络的先决条件。证明在不同波长下工作的光的量子存储器之间存在纠缠进一步推动了这一目标。在这里，我们报告了一系列实验与铥掺杂晶体，作为一个量子存储器的794 nm的光子，掺铒光纤，作为一个量子存储器的波长为1535 nm的光子，光子对通过自发参数下转换创建的源。从两个存储器中重新发射后的光子的特征，我们发现非经典的相关性与$g^{(2)}_{12} = 53\pm8$的交叉相关系数;纠缠保持存储与$\mathcal{F}_{IO}\approx93\pm2\%$的输入输出保真度;和非局部性具有违反Clauser-Horne-Shimony-Holt Bell不等式与$S= 2.6\pm0.2$。我们的原理验证实验表明，纠缠持续通过不同的固态量子存储器在不同的波长下运行。
2019-05-21 quant-ph
Would one rather store squeezing or entanglement in continuous variable quantum memories?
给定连续变量的两个量子存储器（例如，两个原子系综的集体伪自旋）和在存储之前或之后对光学模式执行无源光学操作（通常是分束器）的可能性，出现了两种可能的情况，导致通常不同程度的最终纠缠。也就是说，可以存储一个纠缠态并直接从存储器中检索它，或者存储两个单独的单模压缩态，然后将它们与分束器组合以产生最终的纠缠态。在本文中，我们解决的问题，这两个选项产生更高的纠缠。通过采用一个良好的QND反馈存储器的描述，和一个简单但现实的噪声模型，我们解析地确定了几个区域的噪声参数的最佳选择，并量化了它所带来的优势，不仅在最终纠缠，而且在能力的最终状态作为一个共享资源的量子隐形传态。我们将看到，对于“理想”或“接近理想”的存储器，两个选项中效率更高的是更好地保护正交受存储器中最大噪声影响的选项（通过增加它并使其更鲁棒）。
2010-10-15 quant-ph
Multiplexed spin-wave-photon entanglement source using temporal-multimode memories and feedforward-controlled readout
源是构建量子中继器的基本模块，它基于量子记忆产生原子-光子的量子关联或纠缠。为了在基于集合的QR中实现高纠缠生成速率，需要空间、时间和频谱多模存储器。先前的时间多模存储器是基于在非连续加宽介质中的改写机制。在这里，通过将多方向写入脉冲的训练施加到一个连续展宽的原子系综中，诱导Duan-Lukin-Cirac-Zoller-like拉曼过程，我们制备了多达19对模式，即自旋波模式和光子时间仓。自旋波光子（即，原子-光子）纠缠在模式对中概率性地产生。作为一个证明在原则上的演示，我们表明，使用所有的自旋波模式和前馈控制读出的多路复用源增加了自旋波光子纠缠产生率的一个因素$\sim$ 18.3，相比，非多路复用源使用的个别模式。测量的复用源的贝尔参数是与存储器寿命$30μs$组合的$2.30\pm 0.02$。
2019-06-29 quant-ph
High-fidelity State Transfer Between Leaky Quantum Memories
我们推导出两个不同的量子存储块的最佳分析量子状态转移控制解决方案。采用量子网络理论的SLH形式主义描述，我们计算了系统种群的完整量子动力学，这导致了可达到的最高量子保真度的最佳解决方案。我们表明，对于两个光机械振荡器的机械模式作为量子存储器块的例子，它们的光模式和连接它们的波导通道可以用来实现量子态传输保真度为96%的现实参数，使用我们推导出的最优控制解决方案。定量地讨论了物理存储器参数中的本征损耗和非对称性的影响。
2020-05-26 quant-ph
Simulation of Entanglement Generation between Absorptive Quantum Memories
本研究使用开源模拟器SeQUeNCe，通过构建SPDC源和AFC吸收型量子存储器等模型，模拟了Argonne-Chicago量子网络中两个量子存储器间的纠缠生成，并分析了保真度与生成速率的变化，扩展了模拟器的硬件模拟能力。
2022-12-17 quant-ph
Entanglement of two quantum memories via fibers over dozens of kilometres
量子互联网将带来一系列革命性的应用。它依赖于远距离量子存储器的纠缠。尽管到目前为止取得了巨大的进展，但两个节点之间实现的最大物理距离为1.3公里，长距离的挑战仍然存在。在这里，我们通过在一个实验室中通过光子传输通过大城市规模的光纤纠缠两个原子系综向前迈出了重要的一步。我们利用腔增强产生明亮的原子-光子纠缠，并利用量子频率转换将原子波长移动到电信。我们利用双光子干涉实现了22 km场展开光纤的纠缠，利用单光子干涉实现了50 km螺旋光纤的纠缠。我们的实验可以扩展到物理上分离的节点，具有类似的距离作为原子量子网络的功能段，从而为在多个节点和更长的距离上建立原子纠缠铺平了道路。
2021-01-06 quant-ph
Entanglement preservation and Clauser-Horne nonlocality in electromagnetically induced transparency quantum memories
National Cheng Kung University（国立成功大学）
针对电磁诱导透明（EIT）量子存储器中基态退相干导致的存储损耗，结合暗态极化子和约化密度算符方法，推导了有效纯损耗模型，并给出了违反Clauser-Horne不等式的存储效率基准（89.7%）。
2026-06-11 quant-ph
Efficient entanglement distillation without quantum memory
远距离方之间的纠缠分布是大多数量子通信协议的重要组成部分。不幸的是，退相干效应，如光纤中的相位噪声是众所周知的破坏纠缠。迭代（多步）纠缠蒸馏协议长期以来一直被提出来克服退相干，但它们的概率性质使它们效率低下，因为成功概率随步骤数呈指数衰减。量子存储器已经被设想为使纠缠蒸馏实用，但迄今为止还没有实现合适的量子存储器。在这里，我们提出了一个有效的迭代纠缠蒸馏协议没有量子存储器的理论，并提供了一个原理验证的实验演示。该方案适用于相位扩散双模压缩态，并证明了提取纠缠多达三个迭代步骤。这些数据与使用量子存储器的有效方案所产生的数据无法区分。由于我们的协议包括最终的测量，它是特别有前途的增强连续变量量子密钥分发。
2016-12-26 quant-ph
A compact entanglement distillery using realistic quantum memories
我们采用分束器模型的损失，以分析最近的紧凑的连续变量纠缠蒸馏协议的性能[物理。108，060502，（2012）]。我们证明了双模压缩态在存储于量子存储器中时所经历的退相干可以强烈地修改该协议的预备步骤的结果。我们发现，众所周知的方法，局部增加纠缠，声子减法，可能不会导致纠缠增益时，考虑到损失。因此，我们调查的临界数量$m_c$的声子减法尝试从物质模式的量子存储器。如果初始状态在$m_c$尝试内没有被去高斯化，则应该重新启动协议以获得任何纠缠增加。此外，条件$m_c>1$意味着对减法分束器相互作用transmittance的附加约束，即，对于宽范围的协议参数，transmittance应该是大约50%。此外，我们考虑了平均纠缠率，它既考虑到不可避免的概率性质的协议和其可能的失败，由于大量的不成功的减法尝试。我们发现，通过增加减法分束器相互作用的透射率，可以获得更高的平均纠缠值。我们的结论是，紧凑的蒸馏协议与实际的限制来自现实的量子存储器允许在现有技术的可行的实验实现。
2014-05-28 quant-ph
A statistical portrait of the entanglement decay of two-qubit memories
我们提出了一种新的方法来研究纠缠衰变，它侧重于集体性质。作为一个例子，我们研究了两个量子比特系统的纠缠衰减，产生的本地相同的水库作用于量子比特，三个实验和理论相关的情况下。我们研究了解纠缠时间的概率分布，一个独立于用于量化纠缠的度量的量，以及与时间相关的并发概率分布。对于初始均匀分布的纯态，得到了解析结果。这些概率分布的计算给出了一个完整的洞察不同的退相干通道如何影响纠缠最初包含在一组两个量子比特纯态。数值结果报告随机分布的初始混合状态。虽然本文的重点是在马尔可夫噪声信道，我们表明，我们的结果也描述非自治和非马尔可夫信道。
2012-10-20 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
On-demand quantum state transfer and entanglement between remote microwave cavity memories
模块化量子计算架构需要通过传播信号快速且有效地分发量子信息。在这里，我们报告快速，按需量子态转移两个远程超导腔量子存储器通过旅行微波光子。我们证明了量子通信信道的量子比特的确定性传输与76%的保真度。对实验缺陷引起的错误进行预测可以将成功概率提高到87%，成功概率为0.87。通过微波光子的部分转移，我们以超过两种存储器中光子损失三倍以上的速率产生远程纠缠。我们进一步展示了量子纠错码字的转移，这将允许确定性的光子损失的缓解。这些结果为通过模块化量子网络缩放超导量子器件铺平了道路。
2017-12-15 quant-ph
Entanglement of distinguishable quantum memories
时间分辨的光子探测可以用于在可区分的光子之间产生纠缠。这种技术可以扩展到纠缠量子存储器，这些存储器发射具有不同频率和相同时间分布的光子，而不会损失纠缠率或保真度。我们实验上实现了这一过程中使用远程捕获的$^{171}$ Yb $^+$离子，其中预示纠缠产生的干扰可区分的光子。这种技术对于未来由异构量子比特组成的模块化量子系统和网络可能是必要的。
2014-10-13 physics.atom-ph quant-ph
Resource Estimation for Delayed Choice Quantum Entanglement Based Sneakernet Networks Using Neutral Atom qLDPC Memories
本文提出由中心方借助中性原子 qLDPC 量子存储器和延迟选择纠缠交换构建 sneakernet 量子网络，并证明其相较表面码具有更优资源扩展性。
2025-03-19 quant-ph
Percolation based architecture for cluster state creation using photon-mediated entanglement between atomic memories
许多量子技术的一个核心挑战是产生可单独寻址的量子存储器的大纠缠态。在这里，我们表明，渗透理论允许任意大的图形状态的快速生产预示着光子纠缠在原子存储器的晶格。这种方法可以大大减少产生用于量子信息处理的大型集群资源状态所需的时间，包括通用单向量子计算所需的状态。这种减少使我们的架构在一个操作制度，其中证明收集，耦合和检测效率是足够的通用量子计算在实验证明的相干时间内产生资源状态。该方法还免除了对耗时的前馈、高协同性接口和辅助单光子的需要，并且还可以容忍高速率的站点缺陷。我们还推导出原子存储器的最小相干时间，以可扩展地创建大规模光子纠缠，而无需前馈作为收集效率的函数，为未来的实验演示设定了一个关键的基准。我们还提出了一个变体的架构与远程连接，使我们的架构更有弹性的低网站收益率。我们分析我们的架构的氮空位（NV）中心的金刚石，虽然该方法适用于任何原子或类原子系统。
2019-08-27 quant-ph
Entanglement distribution modeling with quantum memories in a global and local clock system
Carleton University（卡尔顿大学）
该研究提出一种基于全局与局部时钟系统的创新模型，通过自主模拟算法结合量子存储器随机建模，预测量子网络终端节点间的纠缠分布，为量子网络模拟器平台提供有力补充。
2026-08-07 quant-ph
Backward propagating quantum repeater protocol with multiple quantum memories
具有多个量子存储器的量子中继器在长距离上提供高吞吐量、低延迟和高保真度量子态（量子比特）传送。然而，传统的量子中继器协议需要中继器节点中的多个量子存储器之间的完全连接，这在技术上具有挑战性。在这里，我们提出了一种基于反向传播光子发射和吸收的量子中继器协议，其中量子存储器在时域中被多路复用，以加速单个传输通道，而不需要完全连接，大大促进了物理实现。虽然该协议是用金刚石中的氮空位（NV）中心描述的，但它适用于各种物理系统，并为分布式量子计算和量子互联网开辟了高速高保真量子网络的可能性。
2022-05-09 quant-ph
Interfacing Gottesman-Kitaev-Preskill Qubits to Quantum Memories
针对GKP态难以与长寿命固态量子存储器耦合的问题，提出基于腔介导受控位移门的接口，可实现高质量态传输、免压缩光生成GKP簇态及高速率存储器间纠缠分发。
2024-10-18 quant-ph
Quantum Communication between Multiplexed Atomic Quantum Memories
多路复用原子量子存储器（MAQM）的使用可以显著提高量子网络中建立纠缠的效率。在以前的实验中，量子网络的各个元素，如量子纠缠的产生，存储和传输已经被单独证明。在这里，我们报告一个实验，以显示这些基本操作的兼容性。具体地说，我们在一个$6\times 5$ MAQM中产生光子-原子纠缠，在一个可控的存储时间后将自旋波转换为时间仓光子激发，然后在另一个可控的存储时间内在第二个MAQM中存储和取回光子。通过测量态保真度验证了该过程中量子信息的保持性。我们还表明，我们的计划支持更高的维度比量子比特的量子系统。
2019-09-06 quant-ph
Dimensioning of Quantum Memories for Distilled Quantum EPR Packets
CNIT/WiLab, DEI, University of Bologna（意大利博洛尼亚大学DEI学院/CNIT/WiLab）
本文提出一个框架，用于设计能够存储蒸馏EPR对的量子记忆，以支持量子纠错码的传输与管理。通过马尔可夫链模型，捕捉存储纠缠态的随机演变，将记忆性能与系统参数关联，提供优化内存架构的分析工具和设计原则。
2026-04-15 quant-ph
Heralded entanglement distribution between two absorptive quantum memories
由于通信信道的不可避免的损失，纠缠分布的距离被限制在地面上大约100公里。量子中继器可以通过使用量子存储器和纠缠交换来规避这个问题。作为量子中继器的基本链路，两个远程节点之间的两方纠缠的预先分配只能通过内置式量子存储器来实现。这些方案存在复用容量和确定性之间的权衡问题，因此阻碍了高效量子中继器的发展。基于吸收型量子存储器的量子中继器可以克服这样的限制，因为它们将量子存储器和量子光源分开。在这里，我们提出了一个实验演示的吸收量子存储器之间的预示纠缠。我们建立了两个相隔3.5米的节点，每个节点包含一个偏振纠缠光子对源和一个带宽高达1千兆赫兹的固态量子存储器。在中间站进行的联合贝尔态测量预示着两个量子存储器之间的最大纠缠态的成功分布，保真度为80.4 $\pm$ 2.2%（$\pm$ 1标准差）。这里演示的量子节点和信道可以作为量子中继器的基本链路。此外，节点中使用的宽带吸收量子存储器与确定性纠缠源兼容，并且可以同时支持复用，这为构建实用的固态量子中继器和高速量子网络铺平了道路。
2021-06-07 physics.optics quant-ph
Hybrid entanglement of three quantum memories with three photons
量子网络在实际和基础上都有重要的应用。光子和固定节点的混合架构是非常有前途的。到目前为止，实验实现仅限于两个光子的两个节点。通过使许多光子与许多量子节点纠缠而超越现有技术是高度赞赏的。在这里，我们报告了一个实验，实现三个光子和三个原子系综量子存储器之间的混合纠缠。我们利用三个类似的设置，在每一个具有高的整体效率的光子存储纠缠对创建通过腔增强。通过三光子干涉，三个量子存储器与三个光子纠缠在一起。通过测量光子和应用前馈，我们预示着纠缠的三个记忆。我们的工作证明了混合存储-光子纠缠的最大尺寸，这可能被用作构建更大和更复杂的量子网络的构建块。
2018-08-16 physics.optics quant-ph
Improving Entanglement Resilience in Quantum Memories with Error-Detection-Based Distillation
School of Electrical Engineering, Korea University（韩国大学电气工程学院）；Quantum Network Research Center, Korea Institute of Science and Technology Information（韩国科学技术信息研究院量子网络研究中心）
针对量子存储器纠缠退化问题，提出基于[[4,2,2]]量子误差检测码的纠缠蒸馏协议，结合存储阶段恢复策略，可延长存储寿命，为相关场景提供定量评估框架。
2026-09-03 quant-ph
Heralded entanglement of on-demand spin-wave solid-state quantum memories for multiplexed quantum network links
本文结合窄带参量光子对源与稀土掺杂晶体固态量子存储器，实现空间分离自旋波存储器间的电信预示纠缠，支持按需读取、前馈相移和15模式时间复用。
2025-10-21 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
Quantum repeaters with imperfect memories: cost and scalability
记忆退相及其对量子中继器中纠缠产生速率的影响。对于依赖于概率方案的纠缠分布和连接的系统，我们估计我们的优化部分嵌套协议的最大可实现的速率每使用的内存。我们表明，对于任何给定的距离$L$，多项式缩放率与距离只能实现，如果量子存储器的相干时间的顺序为$L/c$或更长，与$c$是光的速度在通道中，是可用的。当相干时间为$τ_c \ll L/c$时，上述速率随着距离以$\exp[-\sqrt{(L/c)/ τ_c}]$的幂下降。
2009-09-12 quant-ph
A non-adiabatic approach to entanglement distribution over long distances
研究了囚禁原子量子存储器（即光腔中的单原子）之间的纠缠分布。在大多数情况下，纠缠分布的速率取决于传输的单光子的状态可以转移到被困原子的效率。这种加载效率分析研究了两个级别，$V$ -级别，$Λ$ -级别，和双$Λ$ -级别的原子配置通过系统水库的方法。提出了一种非共振非绝热加载$Λ$级囚禁原子存储器的方法，并确定了实现高加载概率的原子-光耦合率和输入光子带宽之间的折衷。非绝热方法允许使用广泛类别的光源，并且在某些情况下，它提供比通过绝热加载机制可以实现的系统吞吐量更高的系统吞吐量。分析扩展到两个双$Λ$囚禁原子存储器的情况下，由偏振纠缠双光子照明。
2007-01-08 quant-ph
Entanglement buffering with multiple quantum memories
本研究分析双节点纠缠缓冲系统，提出解析模型，证明频繁提纯可最大化消耗时平均保真度，且简单协议如DEJMPS优于复杂协议。
2025-02-27 cs.PF quant-ph
Entanglement Distillation and Swapping Scheduling in Quantum Repeaters with Noisy Memories
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Chicago（芝加哥大学）
研究有噪声量子中继器网络中纠缠蒸馏与交换调度，通过分析单跳设置及蒙特卡罗模拟两跳链，明确退相干对最优操作时间的影响，如不同相干时间下各策略优劣，为大规模架构链路级原理提供见解。
2026-07-28 quant-ph
Remote Entanglement of Superconducting Qubits via Solid-State Spin Quantum Memories
远程超导系统之间的量子通信正在被深入研究，以增加集成的超导量子比特的数量并实现分布式量子计算机。由于光学光子必须用于稀释制冷机外部的通信，因此已经广泛研究了微波光子到光学光子的直接转换。然而，直接转换方法存在增加的光子噪声、由于强光泵而产生的加热以及对大协同性的要求。相反，对于超导量子比特之间的量子通信，我们提出了一种使用固态自旋量子存储器的纠缠分布方案，该存储器作为微波和光子的接口。与使用高功率光泵的方案相比，量子存储器使量子通信在冰箱内部没有显著的加热。此外，引入量子存储器自然使使用多个存储器的纠缠和并行化成为可能。
2022-03-07 physics.app-ph quant-ph
Overcoming the repeaterless bound in continuous-variable quantum communication without quantum memories
量子通信的主要问题之一是如何在长距离上实现高速率。量子中继器，即，不可信的中间中继站是克服无中继器界限所必需的，该无中继器界限设置了无中继器通信的基本速率-距离限制。在这项工作中，我们引入了一个连续变量协议，它克服了无中继器的限制，并使用一个称为“量子中继器”的线性光学设备，将纠缠蒸馏和纠缠交换元素结合到一个单一的步骤中，从而消除了对量子存储器的需求。实现一个标准的连续变量量子密钥分发协议，使用我们的中继器，我们预测的密钥速率超过无中继器的界限。我们的协议适用于非理想的单光子源和非理想的单光子探测器，并可以容忍一定程度的过量噪声，使我们的协议与现有技术的实施。我们表明，我们的计划可以扩展到更长的中继链使用量子存储器，使用更少的物理资源比以前的计划。此外，对于密钥分发之外的应用，我们的方案推广到更高阶，并以降低成功概率为代价提取更多的纠缠。
2021-05-08 quant-ph
Efficient Teleportation between Remote Single-Atom Quantum Memories
我们在遥远的实验室中演示了量子比特在两个单原子之间的隐形传态。使用时间分辨的光子Bell态测量，我们实现了（88.0+/-1.5）%的隐形传态保真度，这在很大程度上取决于我们的纠缠保真度。在自由空间中的低光子收集效率通过将每个原子捕获在光学腔中来克服。由此产生的0.1%的成功概率比以前使用远程材料量子比特的实验大了近5个数量级。它主要受到光子传播和检测损耗的限制，并且可以通过基于腔的确定性Bell状态测量来增强。
2013-04-02 quant-ph
Remote Quantum Networks based on Quantum Memories
本文展望了基于量子存储器的远程量子网络研究进展，重点讨论利用量子中继克服光纤指数损耗以构建大规模量子网络所面临的关键挑战与未来方向。
2025-08-27 quant-ph
Entanglement dynamics of photon pairs and quantum memories in the gravitational field of the earth
本文分析地球引力场中 Mach–Zehnder 与 Hong–Ou–Mandel 装置内光子态和量子存储器的引力诱导纠缠动力学，指出近期可实验观测，并首次探讨其对天基全球量子通信的意义。
2024-02-28 gr-qc quant-ph
Quantum interference of electromagnetic fields from remote quantum memories
我们观察到两个远程原子存储器产生的场的量子干涉。在四光子延迟符合测量中，利用有限的原子记忆时间获得了高可见度的干涉。来自远程原子存储器的场的干扰是多节点远程量子比特纠缠可扩展生成协议中的关键要素。
2006-09-27 quant-ph
Entangling Quantum Memories via Heralded Photonic Bell Measurement
本文比较单轨与双轨光子编码在量子存储器纠缠交换中的性能，分析非理想因素对可蒸馏纠缠和保真度的影响，并研究纠缠蒸馏方案。
2023-07-28 quant-ph
A resource theory of quantum memories and their faithful verification with minimal assumptions
我们提供了一套完整的博弈论条件，相当于存在一个转换从一个量子信道到另一个，通过经典相关的前/后处理地图。这样的条件自然会引发测试，以证明量子存储器能够存储量子信息，而不是可以通过测量和状态准备（对应于纠缠破坏通道）来模拟的存储器。这些结果被公式化为真正的量子存储器的资源理论（时间相关），反映了量子态的纠缠资源理论（空间相关）。由于条件集是完整的，相应的测试是忠实的，在这个意义上，任何非纠缠破坏通道可以被证明。此外，它们只需要可信输入的假设，这是量子信道验证所不可避免的。因此，我们提出的测试本质上不同于通常的过程层析成像，对于过程层析成像，通道的输入和输出的探头必须是可信的。一个明确的建设提供和实验证明是可实现的，即使在存在任意强的损失的内存或检测器。
2018-02-28 quant-ph
Long-Distance High-Fidelity Teleportation Using Singlet States
提出了一种利用偏振纠缠光子和囚禁原子量子存储器的量子通信系统。该系统能够进行长距离、高保真度的隐形传态和长时间的量子存储。
2001-05-11 quant-ph
Effect of laser phase noise on the fidelity of optomechanical quantum memory
光机械腔和机电腔在量子存储器和量子换能器中有着广泛的应用。从理论上研究了光（电）机量子存储器对控制激光噪声的鲁棒性。通过求解朗之万方程，利用协方差矩阵方法，得到了激光噪声下高斯态的存储保真度。结果表明，相位噪声的破坏作用在耦合激光振幅和光机耦合强度G越大时越明显。进一步增大耦合系数，光子与声子的相互作用时间减小到激光频率噪声的相干时间以下，激光相位噪声对存储保真度的破坏作用也随之减小。
2015-03-15 quant-ph
Single and Double-click High-Rate Entanglement Generation Between Distant Ions Using Multiplexed Atomic Ensembles
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；Center for Hybrid Quantum Networks (Hy-Q)（混合量子网络中心）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；QuTech
本文研究了通过多路原子团簇实现远距离离子单击和双击高效率纠缠生成的方法，比较了单击和双击方案的相位稳定性要求和有限效率影响，提出了最优协议的选择依赖于相位稳定性和接口效率。
2026-05-18 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
Entanglement fidelity and measure of entanglement
纠缠保真度的概念是通过量子信道来测量纠缠的保持。然而，在任何时候量子系统的状态中存在的纠缠量都是通过称为纠缠度量的量来测量的。由于存在不同类型的纠缠度量，人们可以期望纠缠保真度与其自己的纠缠度量对应物相关联。在这里，我们的目标是研究所谓的纠缠保真度与纠缠的一些措施，即纠缠的形成，并发和负之间的联系。新的纠缠保真度的基础上，这些措施的纠缠介绍和统计比较，所谓的以前介绍的纠缠保真度。结果表明，所谓的纠缠保真度的纠缠方面既不是形成和并发型纠缠，也不是负型纠缠。此外，研究结果还揭示了所谓的纠缠保真度在广义上无法检测通过量子信道的纠缠保持。我们的分析开辟了一个新的地点在纠缠保真度和纠缠度的研究表明，每一个纠缠度单独定义自己的纠缠保真度。
2020-04-06 quant-ph
Analysis of photon-mediated entanglement between distinguishable matter qubits
我们从理论上评估通过干涉和探测两个发射光子来建立可区分的物质量子比特之间的远程纠缠。纠缠操作的保真度分析作为从每个量子存储器发射的光子之间的时间和频率模式匹配的函数。通过一般分析，我们定义了时间和频率模式失配绝对幅度的限制，以保持纠缠保真度大于99%，双光子探测效率大于90%。我们将我们的分析应用于几个选定的量子存储器系统。结果表明，在每个系统中，使用目前的实验技术，可以实现高的量子效率，同时保持可接受的纠缠率。因此，有可能在可区分的量子存储器之间使用双光子介导的纠缠操作来建立量子通信和分布式量子计算的网络。
2012-02-17 quant-ph
A global quantum network with ground-based single-atom memories in optical cavities and satellite links
University of Calgary（卡尔加里大学）；Nanofiber Quantum Technologies, Inc. (NanoQT)（纳米光纤量子技术有限公司）；University of Oxford（牛津大学）
本文提出利用低轨道卫星和地面单原子记忆实现全球量子网络，通过CAPS门和Rydberg门实现高保真度纠缠分发，可实现跨洲距离的高效纠缠传输。
2025-07-03 quant-ph
Quantum repeaters based on individual electron spins and nuclear-spin-ensemble memories in quantum dots
受最近量子点核自旋控制和操纵的发展的启发，我们提出了一个量子中继器方案，该方案结合了单个量子点电子自旋和核自旋系综，分别作为自旋光子接口和量子存储器。我们考虑使用低应变量子点嵌入高协同光学微腔。量子点核自旋系综允许纠缠态的长期存储，并且使用腔辅助门来执行预示的纠缠交换。我们强调了实现我们的量子中继器方案所需的量子点技术的进展，该方案承诺在长距离上建立高保真纠缠，其分布速率超过光子的直接传输。
2021-10-26 quant-ph
Dynamical Quantum Memories
我们提出了一个量子存储器的动力学方法，使用一个振荡器腔模型。这克服了在存储时间比输入信号持续时间长的情况下实现高量子输入-输出保真度的已知困难。我们使用一个通用模型的记忆响应，这是适用于任何线性存储介质，从超导设备的原子介质。器件的时间切换或门控可以通过改变耦合的控制场，或者通过可变失谐方法，如在最近的量子存储器实验中。进行对外部输入的时间记忆响应的精确计算。这表明，存在一个模式匹配准则，它决定了最佳的输入和输出模式形状。这种最佳脉冲形状可以通过改变栅极特性来修改。此外，在原子和腔之间存在临界耦合，这使得在长存储时间的情况下能够实现高保真度。量子保真度计算的相干态协议，并为一个完全任意的输入态与有界的总光子数。我们展示了动态量子存储器如何超越相关的经典存储器界限，同时保持相对较长的存储时间。
2008-08-14 quant-ph
Balancing Quantum Memories in Asymmetric Repeaters for High-Fidelity Entanglement Distribution
Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文研究了不对称量子中继器中因左右相邻节点距离不同导致的存储器分配不匹配问题，提出动态最优存储器分配方法，提升纠缠保真度并保持与标准中继器相近的速率。
2026-04-27 cs.NI quant-ph
Scheduling Quantum Teleportation with Noisy Memories
量子隐形传态信道可以克服光子损耗的影响，光子损耗是在光纤上实现量子网络的主要挑战。隐形传态信道是通过在两个节点之间分配纠缠态来创建的，这是一个需要经典通信的概率过程。这会导致临界延迟，这可能导致信息丢失，因为量子数据在存储在存储器中时会发生退相干。在这项工作中，我们量化的影响，退相干保真度在量子网络中的节点，由于量子比特存储在嘈杂的内存平台。我们将内存平台建模为一个缓冲区，用于存储等待创建隐形传态通道的传入量子比特。存储器平台的参数化与退相干速率和缓冲区大小，除了在其中传入的量子比特的服务的顺序。我们表明，在一个节点的保真度是一个线性的总和的条款，随时间呈指数衰减，衰减率取决于记忆平台的退相干率。这使我们能够利用拉普拉斯变换来获得有效的计算功能的平均保真度相对于负载，缓冲区大小，和退相干率的内存平台。我们证明，服务量子位在一个后进先出的顺序与推出缓冲区溢出管理是最佳的平均保真度。最后，我们应用这个框架来模拟一个单一的中继器节点，计算由这个中继器假设完美的门操作创建的隐形传态信道的平均保真度。
2022-05-12 quant-ph
Entanglement buffering with two quantum memories
本文提出结合纠缠消耗、退相干和纯化的双量子存储器纠缠缓冲分析框架，推导可用性与平均消耗保真度的解析表达式，揭示二者权衡并证明持续纯化在噪声下仍能提升保真度。
2024-08-23 cs.PF quant-ph
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
Testing Quantum Devices: Practical Entanglement Verification in Bipartite Optical Systems
本文提出了一种测试量子信息处理器件（如量子存储器、隐形传态器件、信道和量子密钥分发协议）量子行为的方法。量子行为的测试可以被描述为有效纠缠的验证。必要的可分性准则制定的期望值的矩阵结合部分转置映射。我们的方法旨在减少纠缠验证的资源。一个特定的协议的基础上相干态和零差检测被用来说明该方法。一个可能的测试存储器的量子性质使用两个非正交的信号状态自然出现。此外，根据斯托克斯算子对测量过程的仔细检查揭示了涉及相位参考光束的量子密钥分发的安全威胁。
2008-03-06 quant-ph
Entanglement fidelity of the standard quantum teleportation channel
我们考虑了标准的量子隐形传态协议，其中一般的二分态被用作纠缠源。我们用纠缠保真度来描述标准量子隐形传态信道传输量子纠缠的效果，并给出了纠缠保真度在所有输入态上平均时的简单表达式。
2013-06-24 quant-ph
