容错量子网络中重复纯化与级联纠错之比较

纠缠分发是未来量子互联网的核心机制。然而，量子世界是一个易出错的环境。因此，成功的纠缠交换容易出错。量子态错误的出现可通过纯化和纠错来缓解，前者可重复，后者可级联。重复纯化将低保真度量子比特合并为更高质量的量子比特，而级联纠错建立在量子信息冗余的基础上。在本文中，我们深入研究并比较两种方案：重复纯化与级联纠错。我们考虑使用重复纯化和级联纠错来缓解在远程网络节点间建立贝尔对过程中出现的故障。我们比较了它们随重复或级联次数增加、在量子网络中达到特定保真度水平时的性能。我们研究了它们的资源需求，即工作内存复杂度（例如，存储的量子比特数）和操作复杂度（例如，操作数）。我们的分析表明，与重复纯化相比，级联纠错需要更少的迭代次数，并且为了达到高保真度，其操作复杂度低于重复纯化，代价是增加了内存需求。