在 IBM 量子计算机中演示用于设计量子中继器的纠缠提纯与交换协议

量子通信是一种安全传输量子信息并在网络中与远距离合法方通信的方式。尽管已经实现了远距离通信，但由于传输信道中不可避免的信息丢失，技术问题随之产生。量子中继器可利用纠缠交换和提纯方案扩展距离尺度。在此，我们通过上述两种过程演示了量子中继器的工作。我们使用 IBM 的真实量子处理器 `ibmqx4' 创建两对纠缠量子比特，并设计等效量子电路，从而在两对之间交换纠缠。随后我们开发了一种新颖的提纯协议，可在包含比特翻转、相位翻转和相位改变错误组合的噪声信道中增强纠缠度。我们执行量子态层析以验证两对量子比特间的纠缠交换以及提纯协议的工作。