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基于多端口的隐形传态——传输大量量子信息
2008 年，一种新颖的基于端口的隐形传态协议（PBT）被提出 [14, 15]。与 [5] 中发现的第一个隐形传态程序不同，它不需要接收方根据发送方测量的经典结果进行校正，见图 1。无需校正导致了许多普通隐形传态无法实现的新应用，例如 NISQ 协议 [3, 14]、基于位置的密码学 [4]、量子信道鉴别的基本限制 [24]、非局域性与复杂性之间的联系 [7]，以及许多其他重要结果 [8, 16, 21, 23, 25, 27]。无需接收方校正带来的巨大优势是有代价的。根据无编程定理 [22]，只有当各方利用无限数量的最大纠缠对时，这种方案中的理想传输才有可能。因此，我们区分了确定性场景和概率场景，前者是隐形传态不完美，隐形传态后的状态被扭曲，后者是隐形传态完美，但必须接受整个过程的非零失败概率。在第一种情况下，要学习
主题：长基线量子隐形传态：迈向地月距离 主要作者：Thomas Jennewein 量子计算研究所和 Dep
I. 简介 深空量子网络最重要的先决条件之一是能够在大基线上进行量子隐形传态和纠缠交换。将这一真正基本的量子协议扩展到地球-月球距离将扩大量子力学的有效性测试，并作为量子网络的先驱，可用于深空任务中的传感、安全通信、密集编码和量子计算机互连。迄今为止，只有长基线被动隐形传态（Pirandola2015）在长距离上得到了演示，包括进入太空（Ren 等人，2017）。在本白皮书中，我们讨论了通过深空量子链路 (DSQL) 合作（Mohageg2018）发起的超越行星尺度的完整量子隐形传态的实现。我们建议通过将地面接收器（或国际空间站 - ISS）与月球网关连接起来，在地球-月球距离范围内进行隐形传态演示。量子态隐形传态 (Bennett1993) 是一个独特的非经典概念，因为它使用两个通道将未知的量子态完美地从一个系统转移到另一个系统：最大纠缠态和经典信号。第一步是建立纠缠光子的长距离分布，如图 1(a) 所示，在太空中远距离分布，如墨子号任务所示，该任务通过快速变化分析仪在不同地面站点测量光子，在 1200 公里外进行了贝尔测试。量子隐形传态利用这种远程纠缠，如下所示 (Bouwmeester1997)：首先，Charlie 生成一对纠缠光子 [图 1(b) 中的光子 A 和 B]，A 发送给 Alice，B 发送给 Bob。 Alice 对光子 A 和另一个光子 C 携带的未知量子态联合进行贝尔态测量 (BSM) (Weinfurter1994、Mattle1996、Casmaglia2001)，从而将她的两个光子投射到纠缠态中。这个 BSM 会将 Bob 的光子 B 投射到四种可能的状态之一，具体取决于 BSM 的结果。与此同时，Bob 必须在光子 B 到达量子存储器后将其保留，直到他通过经典信道收到 Alice 的 BSM 结果，然后他使用该结果应用幺正运算以完全恢复原始输入状态。请注意，Alice、Charlie 和 Bob 都不会获得有关输入状态的任何知识，并且最终的幺正变换仅取决于（随机）BSM 结果，因此该协议完全遵循量子无克隆 (Wooters1982)。
连续变量门隐形传态和玻色子码纠错
我们研究了使用由通过分束器发送的纯乘积态形成的纠缠态进行连续变量门隐形传态。我们表明，对于（通常）非幺正门，此类状态是 Choi 态，并且我们推导出隐形传态的相关 Kraus 算子，该算子可用于实现输入状态上的非高斯、非幺正量子操作。通过这一结果，我们展示了如何使用门隐形传态对使用 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 代码编码的玻色子量子比特进行纠错。该结果是在确定性产生的宏节点簇状态的背景下提出的，这些状态由恒定深度线性光学网络生成，并补充了 GKP 状态的概率供应。我们的技术的结果是，无需主动压缩操作即可实现门隐形传态和纠错的状态注入——这是量子光学实现的实验瓶颈。
利用 IBM 量子经验实现不同量子信息的多输出量子隐形传态
摘要 基于多播的量子隐形传态(QT)在量子信息传输中得到广泛应用，即一个发送者通过量子纠缠信道向远距离的多个接收者发送不同的信息。本文引入了多输出QT方案，该方案处理任意m和(m+1)量子比特GHZ级态从一个发送者到两个接收者的同步传输情形。值得注意的是，该方案满足了同步多样化信息传输的要求，并且效率很高。此外，我们在IBM量子平台提供的16量子比特量子计算机和32量子比特模拟器上演示了上述量子多输出隐形传态方案的特殊情况的实现，然后在四种噪声环境中进行了讨论，并计算了输出状态的保真度。
在量子隐形传态中表征量子比特通道
我们考虑这样一种场景：一方（比如 Alice）准备一个纯的两量子比特（最大纠缠或非最大纠缠）状态，并通过量子比特（单元或非单元）通道将该状态的一半发送给另一方（比如 Bob）。最后，共享状态用作隐形传态通道。在这种情况下，我们专注于根据最大平均保真度和保真度偏差（保真度值随输入状态波动）来描述量子比特通道集作为量子隐形传态 (QT) 资源的最终状态有效性。重要的是，我们指出，当初始准备状态对通用 QT 有用（即，对于最大纠缠状态）或对通用 QT 无用（即，对于非最大纠缠纯态的子集）时，存在一个量子比特通道子集，对于该子集，最终状态对通用 QT 有用（最大平均保真度严格大于经典界限，保真度偏差为零）。有趣的是，在后一种情况下，我们表明，非单元通道（耗散相互作用）比单元通道（非耗散相互作用）更有效地从非最大纠缠纯态产生对通用 QT 有用的状态。
因果秩序的叠加可以在非常嘈杂的通道下传送中的量子优势
未知量子状态的传送[1-3]是量子信息科学的基石。但是，标准传送协议的完美实现[1]需要高度脆弱的单元。因此，在实际情况下，必须考虑不完美的单线[4，5]，其中资源状态偏离完美单元的程度，控制着传送的实现中的退化。最终，如果不完美的增长超出了一定阈值，则可以通过经典手段满足或超过所产生的限制，这表明标准传送协议不再提供任何量子优势。在这封信中，我们表明，即使资源状态与完美的单元显着不同，如果发送者和接收器可以访问量子开关[6-14]，则可以保留如此量子优势。实际上，我们表明，实际上，更高的缺陷可能对量子传送更有帮助。量子开关是具有因果秩序叠加的过程的一个示例[7，8，15]。最近已利用此类过程来改善查询复杂性任务[16]，增强了量子通道的经典能力[6，9，11]，并改善了稳态量子量子温度计[17]。目前的工作将其拟合到该范式中，这是另一个明确的例子，其中因果秩序的叠加产生了有限的操作优势。
有关光力量子传送的建议
量子传送的过程描述了未知输入状态到远程量子系统的传递。Bennett等人首先概述。[1]，它已经演变成一个活跃的研究领域，现在被认为是许多量子方案的重要工具，例如量子中继器[2]，基于测量的量子计算[3]和耐受性量子计算[4]。实验是第一个使用光子[5]实现的，后来又使用了各种系统，例如捕获的离子[6，7]，原子集合[8]，以及高频声音[9]和其他几个[10]。Over the past few years, optomechanical devices have emerged as an interesting tool to explore quantum phenomena, both from a fundamental perspective, showing the limits of quantum mechanical rules on massive objects [ 11 ], as well as from an applied view, promising to act as efficient transducers connecting radio-frequency regime qubits to low-loss opti- cal channels [ 12 , 13 ].已经提出了使用光力学系统的连续变量传送[14，15]，但这种方案的实验实现仍然无法实现。在这里，我们提出了一项协议，该方案将实现基于脉冲制度中的分离变量的固定机械量子存储器上未知的光学输入状态的量子传送。该方案基于双轨编码，其中光子输入量子置值的极化状态被传送到两个机械模式上。当前最新的光学机械设备[16]应该能够实现所提出的协议。光学机械相互作用用作爱因斯坦 - 波多尔斯基 - 罗森河（EPR） - 型纠缠之间的源头，并在此范围内进行了验证，然后成功完成了输入量的成功铃声测量。可以按需读取磁场状态回到光学
通过腔 QED 中的热原子纠缠态实现热纠缠和隐形传态
量子纠缠作为一种重要资源是量子力学最显著的特征之一，在量子信息论、量子隐形传态[1]、通信和量子计算[2,3]中都发挥着核心作用。由于其基础性作用，在分离子系统之间产生纠缠态是一个重要课题。近年来，已提出了多种产生纠缠态的方法，其中之一就是 Jaynes-Cummings 模型 (JCM)。JCM 解释了量化电磁场和原子之间的相互作用 [4]。JCM 是一个简单但适用的工具。在过去的二十年里，人们致力于将 JCM 应用到量子信息[5-7]和量子隐形传态[8]中。由 JCM 诱导的纠缠态已被用作量子通道 [9]。 Zang 等人 [10] 利用两能级原子与大失谐单模腔场相互作用，将二分非最大纠缠态转变为 W 态。原子与单模电磁腔场相互作用的纠缠动力学已被研究 [11]。由于 JCM 在量子光学中的重要性，它已被扩展