基于波导介导散射的heralded 量子比特高维纠缠生成
量子物理
2025-04-15 v2
摘要
基于量子比特的量子纠缠系统拓展了高维（HD）状态空间，并增强了对抗损耗的鲁棒性，这对于量子信息处理（QIP）至关重要。为了充分发挥这一潜力，有效的 HD 纠缠生成方案至关重要。本文提出一种灵活的heralded方案，通过进入不同输入端口来生成随机 4D 双量子比特最大纠缠。该方法可扩展用于准备 4D n-qudit（n≥3）最大纠缠，利用第一个量子比特的 4D 单量子比特 Z^m（m=1,2,3）门以及其他量子比特（除第二个量子比特外）的 X^m 门。对于混合系统，第一个 4D 量子比特编码在飞行光子的混合极化-路径态上，而第二个和后续的 4D 量子比特由两个与各自 1D 波导耦合的 stationary 发射器表示。该量子比特编码的混合 HD 纠缠相对于节省量子资源（无需任何辅助量子比特）以及通过发射器-波导系统的误差检测机制获得对各种 HD 纠缠的稳健保真度具有优势。此外，提出的协议可扩展为生成 dD n-qudit（d≥2^(p+1)，n，p=2,3,...）纠缠态，进一步拓宽了其在 HD QIP 中的适用性。
关键词
引用
@article{arxiv.2504.07386,
title = {Heralded qudit-based high-dimensional entanglement generation for hybrid photon-emitter system by waveguide-mediated scattering},
author = {Fang-Fang Du and Ling-Hui Li and Qiu-Lin Tan and Zhuo-Ya Bai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.07386},
year = {2025}
}