量子纠缠分发能耗的量化

受环境科学的启发，我们发展了一个框架来量化通过噪声量子信道生成量子纠缠所需的能量，专注于硬件无关、即根本成本。在此框架中，我们定义了分发纠缠所需的最小根本能耗率的度量（以 Joule 每个 ebit 表示）。随后我们推导了通过量子信道分发最大纠缠态能耗的下界，这给出了每个纠缠位在未来量子网络中能源投入的定量估计。我们由此表明，纠缠理论中的不可逆性意味着标准纠缠分发协议具有非零能耗。我们进一步通过确定通过经典控制实现量子操作所需的最小能量，建立了纠缠分发根本能耗率的上界。为此，我们为能耗度量形式化了公理，并引入了经典受控量子操作的哈密顿量模型。该根本成本随后被定义为所有此类哈密顿量协议（无论是否具有特定硬件限制）中的能耗下确界。量子操作能耗的研究范围广泛，可自然应用于量子计算，且独具意义。最后，我们评估了三种纠缠提炼协议（针对光子极化量子位）的能源需求，发现由于纠缠不可逆性，其所需能源远远超过根本下界的数个数量级。该引入的范式可应用于其他量子资源，需根据其性质进行适当修改。