我们提出了一种基于光子树簇状态的新型单向量子中继器结构。编码光子树群集中的量子群可保护信息免受传输损失的影响,并通过一系列中继器站启用远程量子通信。与受双向通信时间限制的常规方法相反,当前量子中继器协议的总体传输速率取决于可以实现非常高通信率的本地处理时间。我们进一步表明,每个中继器站都可以用两个固定量子置量和一个量子发射器来构建这样的中继器,这大大提高了实验性可行性。我们讨论了有效耦合到光子纳米结构的钻石缺陷中心和半导体量子点的潜在实现,并概述了如何将这种系统集成到中继器站中。
摘要:固态量子中继器是大规模量子网络的核心部分,纠缠纯化是量子中继器的关键技术,用于从混合纠缠态的集合中提取高质量的非局域纠缠,并抑制噪声对量子信息载体的负面影响。本文提出一种适用于固态量子中继器的、无不完美相互作用的量子点中非局域电子自旋纠缠纯化方法,利用对电子自旋的忠实奇偶校验。在近乎现实的条件下,即使在微腔内嵌入的量子点与圆偏振光子之间存在不完美相互作用,忠实奇偶校验也可以在不破坏非局域固态纠缠的情况下对奇偶校验模式做出正确判断。因此,非完美相互作用纠缠纯化可以防止最大纠缠态转变为部分纠缠态,并保证纯化后非局域混合态保真度达到期望值。由于该方案在接近现实的不完美相互作用条件下是可行的,因此对实验实现的要求会放宽。这些独特的特性使得这种非完美相互作用纠缠纯化在用于大规模量子网络的固体量子中继器中具有更实际的应用。
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