通过状态恢复与辅助量子比特测量实现完美纯量子态传输

我们提出了一种在保持系统激发数的哈密顿量支配下，沿自旋-1/2 链完美传输任意纯量子态的协议。我们证明，仅通过对扩展接收器的量子比特进行局域变换，就可以在接收端恢复 $k$-激发纯发送器状态。恢复后的状态与其他形成垃圾的状态叠加出现。通过引入状态标记该垃圾的辅助量子比特，然后测量具有期望输出的辅助量子比特状态，可以轻松去除这些垃圾。接收器的最终状态与初始发送器状态一致，仅相差一个无关紧要的公共相位因子。然后，为了传输某个系统 $S_0$ 的任意纯态，我们将该状态编码为发送器的 $k$-激发态，传输并恢复该状态，最后将接收器恢复的 $k$-激发态解码为另一个子系统 $R_0$ 的状态。在通过辅助态测量标记并去除垃圾后，我们完成了任意纯态完美传输的算法。