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振幅阻尼噪声下量子网络的高效表述:凸显其相对于泡利旋转化对应方案的优势

量子物理 2025-09-23 v1

摘要

构建大规模量子互联网的核心挑战在于利用量子中继器建立长距离纠缠,量子中继器缓解了直接传输损耗,但节点与环境相互作用及不完美操作会引入额外噪声。这一效应通常在简化泡利信道假设下进行研究。我们的研究聚焦于在非泡利噪声——具体而言为振幅阻尼噪声——下运行的同质中继器线性量子网络中的端到端纠缠分发,我们称之为振幅阻尼影响量子网络(AQN)。与它的旋转化对应方案(TAQN)不同,后者产生的态在贝尔基下是完全贝尔对角的且仅含一个参数,我们证明 AQN 产生的态在贝尔基下是块对角的,含有四个参数。我们开发了一种 AQN 的模拟方法,在其中我们追踪每条纠缠链的这四个参数以及噪声作用于它的次数(即其"年龄"),直到该链被用于交换操作。我们的结果表明,在包括 NESTING 和 SWAP-ASAP 在内的多种策略下,AQN 在保真度和平均纠缠方面始终优于 TAQN。这一优势在基本链生成的低概率区域最为显著,与近期实验高度相关。值得注意的是,我们还识别出 TAQN 失败而 AQN 成功分发端到端纠缠的相干时间和链概率区域。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.18064,
  title  = {Efficient formulation of quantum network under amplitude damping noise: Highlighting benefits over its Pauli-twirled counterpart},
  author = {Sudipta Mondal and Pritam Halder and Stav Haldar and Aditi Sen De},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18064},
  year   = {2025}
}

备注

9+5 pages, 5 figures