中继器链中 twirled 近似的精确度研究
量子物理
2025-09-23 v1
摘要
在量子网络的性能分析中，通常将二分纠缠态近似为贝尔对角态或 Werner 态。我们将这些称为 twirled 近似，因为可以通过 twirling 映射将任意态转化为这种形式。尽管 twirled 近似可以简化计算，但它们可能导致性能估计的不准确性。本工作的目标是量化这种不准确性。我们考虑中继器链，其中通过在每个中继器上执行纠缠交换来实现端到端纠缠。我们考虑两种场景：后选择和非后选择纠缠交换，其中后选择基于中继器处的贝尔态测量结果进行。我们证明，对于非后选择交换，贝尔对角近似在计算端到端态的贝尔对角元素时是精确的。我们还发现，当每个初始态的不保真度相对于链中中继器数量较小时，Werner 近似能精确地近似端到端保真度。对于后选择交换，我们针对具有一般噪声形式的初始态，找到了与 twirled 近似所得端到端保真度之差的界限。最后，以在中继器链上执行量子密钥分发为例，我们展示了如何利用我们的见解来理解 twirled 近似如何影响密钥率。
引用
@article{arxiv.2509.16689,
title = {On the accuracy of twirled approximations in repeater chains},
author = {Bethany Davies and Guus Avis and Stephanie Wehner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.16689},
year = {2025}
}