通过碰撞模型在量子比特网络中分配贝尔态纠缠

我们提出了一种通用的方案，通过利用与网络节点通过可调哈密顿量相互作用的环境Ancilla量子比特来可控地分配网络中两两纠缠。我们的方案利用碰撞模型，即量子系统依次与Ancilla单元进行相互作用。我们在该框架内探讨了两种 distinct 场景：一种情况下，Ancilla在每次相互作用后被重置为其初始相干状态（传统碰撞模型），另一种情况下，Ancilla不被重置，而是其状态被简单地延续到下一次相互作用，我们将其称为重复相互作用模型。在这两种情况下，我们确保在步骤之间丢弃系统-Ancilla相关性。我们还演示了，通过变化Ancilla-系统相互作用模式，可以选择性地生成不同量子比特对之间的纠缠，包括不直接相互作用的非相邻节点。该方案在两种碰撞和重复相互作用动力学下，分析了最多三个量子比特的网络，揭示了即使在与单个节点相互作用的Ancilla配置中，也可以生成最大化的贝尔对。我们的结果提供了一种系统性且可物理实现的纠缠分配路径，为量子通信、计量学和模块化量子计算提供了潜在应用。