不完美中继量子网络的端到端容量

通信网络的最优性能不仅受限于点对点信道的质量，也受限于其组成技术的效能。理解量子网络的极限需要同时理解量子信道的终极容量与不完美量子中继器的效率。在这项工作中，利用一种近期开发的节点分裂技术（其在中继设备中引入内部损耗和噪声），我们给出了含噪中继量子网络的可达端到端速率。这些速率是通过将相干信息和反向相干信息（单信道容量下界）扩展为端到端容量下界而获得的，涵盖单路径和多路径路由的情形。这些可达速率完全通用，适用于由任意信道以一般拓扑结构组成的网络。通过这一通用形式体系，我们展示了如何通过补充适当的单边容量界来推导紧上界。据此，我们开发了为构成信道容量未被精确知晓的量子网络提供紧性能界工具，并揭示了实现高速率量子通信所必需的关键网络属性。这使得对采用现实技术的 pertinent 类量子网络——量子比特振幅阻尼网络和玻色热损耗网络——的研究成为可能。