利用超纠缠态对超态实现混合操作的量子远程实现

量子远程控制，也称为算符的量子远程实现（QRIO），通过在远距离位置实现所需的量子操作来实现对任意量子态的远程操控。近年来，在开发QRIO协议及其变体方面取得了重大进展。大多数现有方案采用超纠缠态，其中纠缠在多个自由度（DOF）上共享。然而，这些协议通常一次仅利用一个自由度。在这项工作中，我们提出了一种QRIO协议，该协议同时利用两量子比特超纠缠态的偏振和空间自由度，在未知的单光子两量子比特超态上远程实现任意混合算符。共享的超纠缠资源利用光子的偏振和空间模式实现，而该协议使用线性光学元件和交叉Kerr非线性相互作用构建，以促进有效的光子-光子耦合。此外，分析了由有限相干态可区分性和相干态耗散引起的测量误差的影响，并评估了协议相应的成功概率。结果表明，适当选择交叉Kerr相移和相干态振幅可显著提高协议性能，使所提出的方案成为混合量子通信和分布式量子信息处理的有前景的候选方案。