用网络的思维研究纠缠

摘要

量子纠缠处在量子物理核心位置,同时也是量子信息处理的基本资源.从网络或者图的角度研究纠缠的新思想正获得越来越多的关注.关键是如何考虑网络的拓扑结构,这显然超出了量子物理研究者习惯思路.复杂网络上有许多种渝渗现象，拓展到量子网络时，存在一类基于纠缠的渝渗现象。当量子网络的度分布满足幂律时，经典纠缠渝渗策略已经“很好了”（当然还不足够好），在热力学极限下，需要的渝渗的临界量为零。因此无标度网络对于量子网络仍然是一个好的选择。实际的量子网络应该是可扩展的，可以延伸到大尺度空间，接人大量节点。影响量子网络的可扩展性的因素很多，其中，量子网络拓扑结构性质——小世界，有重要影响。在没有纠缠纯化等量子预处理情况下，沿着噪声信道路径通信保真度指数衰减，极大限制了网络的规模。总之，量子网络的性能不仅与底层技术有关，还和量子网络的拓扑结构密切相关。量子网络的拓扑结构是纠缠分发重要组成部分，巧妙地利用网络有助于探索新的纠缠分发技术和量子通信方案，推进量子网络实用化。基于两体纠缠的量子网络能够直观地和复杂网络直接对应，而多体纠缠的量子网络却不同，有可能进一步扩展复杂网络的框架。量子网络上的新现象为更加深入研究纠缠和量子物理开辟了新途径。