噪声下双向与循环隐形传态的统一框架

量子隐形传态已从单量子比特、单向通信发展为多量子比特和多向协议。然而，现有大多数方案依赖于特定协议的纠缠资源，这促使了能够同时支持多种通信任务的通用量子信道的发展。在这项工作中，我们证明了单个十二量子比特纠缠信道展现出这种多功能性，通过局域 Bell 态测量和单量子比特操作，实现了任意三量子比特态的双向隐形传态和任意两量子比特态的循环隐形传态。两种协议均被进一步推广到多量子比特和多方配置，确立了所提框架的可扩展性。为了评估其实际适用性，通过将隐形传态保真度绘制为输入态参数和噪声强度的函数，在振幅阻尼、相位阻尼、比特翻转、相位翻转和退极化噪声信道下分析了这些协议。分析揭示了不同的噪声敏感性：双向协议在所有输入态和噪声强度下的比特翻转噪声中均保持完全保真，而循环协议则始终更容易受到环境扰动的影响。所提方案实现了 $25\%$ 的内在效率，并将其与几种现有协议进行了比较。因此，该框架为现实噪声量子网络中的统一量子通信提供了一种可扩展且资源高效的方法。