通过预报光子 Bell 测量纠缠量子存储器

纠缠量子存储器的一种常见方式是通过光子纠缠交换。两个由光信道连接的存储器各自发射与自身纠缠的光子量子比特，光子量子比特在信道中部的分束器上经历纠缠交换。我们比较了光子量子比特的两种编码选择：单轨与双轨。在低信道损耗下，双轨方案优于单轨方案。然而，正如预期，双轨方案的高损耗率渐近行为相比单轨随损耗呈二次方更差的缩放。考虑到以下非理想因素：交换处的不完美模式匹配、被干涉光子量子比特间的载波相位失配，以及探测器过量噪声，我们评估了预报两量子比特纠缠态的密度算符。我们计算了其每份可提取纠缠的下界，以及其与理想 Bell 态的保真度。对于两种方案，不完美的交换可见度导致速率出现常数因子下降，而过量噪声则导致可提取纠缠在超过某一总信道损耗阈值后下降至零。尽管单轨方案具有更好的速率-损耗缩放，它受过量噪声影响更为严重。单轨方案受到随机载波相位失配的不利影响，而该因素不影响双轨方案。我们研究了两种方案下对预报噪声纠缠态的纠缠蒸馏，并概述了我们的工作可能引发的一系列量子网络研究。