量子纠缠纯化与浓缩研究进展-物理学进展.PDFVIP

第 卷 第 期 物 理 学 进 展 年 月 量量量子子子纠纠纠缠缠缠纯纯纯化化化与与与浓浓浓缩缩缩研研研究究究进进进展展展 ∗ 曹 聪 ，王铁军 ，王 川 北京邮电大学，信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 北京邮电大学民族教育学院，北京 北京邮电大学理学院，北京 摘摘摘要要要 高保真的量子纠缠是量子信息科学中最重要的物理资源之一 特别是在量子通信中。然而， 在实际的传输和存储过程中，纠缠的量子系统将不可避免地遭受信道噪声和环境的影响，导致纠 缠的量子系统出现退相干。纠缠纯化和纠缠浓缩就是两个用来克服退相干问题的量子技术，纠缠 纯化是从混合纠缠态中提取高保真最大纠缠态的过程，而纠缠浓缩是从非最大纠缠纯态中提取最 大纠缠态的过程。本文重点介绍一些重要的纠缠纯化和纠缠浓缩方案，以及他们的物理原理。 关关关键键键词词词 量子纠缠，纠缠纯化，纠缠浓缩，人工原子，超纠缠 中中中图图图分分分类类类号号号：：： 文文文献献献标标标识识识码码码：：： 目 录 量子通信方案中，通信双方 和 都需要事先 共享纯的最大纠缠态。而远程量子通信和量子通信网 引言 络则需要借助量子中继器来完成远距离量子节点的连 光子纠缠纯化与浓缩 接 。要实现量子中继，也需要共享纯的最大纠缠 光子纠缠纯化 态。但是，纠缠态往往只能在局域制备，再通过纠缠 光子纠缠浓缩 分发的方式实现共享。例如，在量子通信实验中，要 人工原子系统的纠缠纯化与浓缩 实现不同用户间纠缠态的共享，就需要将事先制备好 基于量子点与光学微腔耦合系统的纠缠纯化与浓缩 的纠缠粒子（例如光子）通过信道传输给用户。然而， 相干光辅助原子纠缠的纯化与浓缩 飞行光子辅助 色心的纠缠纯化与浓缩 在实际的纠缠分发过程中，被传输的纠缠粒子将不可 避免地与信道噪声和外界环境发生相互作用而造成退 超纠缠纯化与浓缩 相干。这时原本纯的最大纠缠态经过信道传输后会变 总结与展望 得不纯，成为混合纠缠态，或者也有可能变成非最大 纠缠态，称之为部分纠缠态。同样，在对纠缠态进行 致 谢 存储的过程中，量子存储单元也可能受到环境的影响 参考文献 而出现退相干。 年， 等最早提出了纠缠纯化 引言 和纠缠浓缩