任意多方高维 Greenberger-Horne-Zeilinger 态的纠缠纯化

高维 qudit（即 $d$ 级或 $d$ 态）系统在某些量子信息处理任务中优于二维 qubit（即 2 级或 2 态）系统。我们利用纠缠纯化协议（EPPs）从一大组纠缠度较低的 GHZ 态中提取出子集的高质量任意 $d$ 维 $n$ 方 Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 态。在我们的协议中，qudit 翻转和相位翻转错误可被纠正，且通过迭代 EPP 过程输出态的保真度可渐近提升至 1。此外，该方案不受污染光子数量的限制，给出了所提 EPPs 的保真度阈值，且基于空间位置的单 qudit 操作可利用一系列平衡分束器和移相器良好操控。这些特性使所提方案为高维多方纠缠纯化提供了替代方法。