基于噪声纠缠的虚拟纠缠纯化
量子物理
2024-12-09 v2
摘要
分布式量子计算（DQC）是实现可扩展量子计算的有前景途径，其中远程设备间的高保真非局域操作是通用量子计算所必需的。这些操作通常通过量子态传送和量子门传送实现，并消耗通过纠缠纯化制备的高保真纠缠。然而，噪声局域操作和经典通信（LOCC）限制了纯化纠缠的保真度，从而降低了非局域操作的质量。同时，线路编织与切割通过制备可分离态并配合 LOCC 来模拟非局域操作，被视为 DQC 的一种替代方案。尽管该方法不需要远程设备间的纠缠，但需要过多的线路运行次数。本文提出了一种利用虚拟操作在期望值层面纯化噪声纠缠的协议。与传统方法相比，该协议具有以下优势：在 LOCC 存在噪声的情况下超越纠缠纯化的保真度极限，所需采样次数少于线路编织，且对共享噪声贝尔态的保真度波动表现出鲁棒性，这与概率误差消除不同。该协议弥合了基于纠缠和线路编织 DQC 方法之间的鸿沟，为在硬件限制下实现进一步的可扩展性提供了灵活的方法。
引用
@article{arxiv.2411.10024,
title = {Virtual entanglement purification via noisy entanglement},
author = {Kaoru Yamamoto and Yuichiro Matsuzaki and Yasunari Suzuki and Yuuki Tokunaga and Suguru Endo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.10024},
year = {2024}
}
备注
8+13 pages, 2+8 figures, minor corrections, references added