9、量子纠缠资源与量子中继网络：原理、优势与发展

量子纠缠资源与量子中继网络：原理、优势与发展

1. 量子纠缠：终极量子资源

量子互联网中可通信的量子态和可实现的协议极为多样，涵盖了各种编码和通信协议。在众多协议和编码中，分布式纠缠是一种特别有用的量子资源，它有多种形式，下面介绍几种常见的纠缠态。

1.1 贝尔态

贝尔对是最简单的纠缠态，是无数量子协议中不可或缺的资源，在以下关键协议中都有应用：
- 簇态制备 ：贝尔对也是两比特簇态，可用于融合策略以制备更大的簇态，实现基于测量的通用分布式量子计算。
- 量子态隐形传态 ：Alice和Bob之间共享的贝尔对是量子态隐形传态协议的基本量子资源。
- 量子密钥分发 ：E91量子密钥分发（QKD）协议基于可靠的分布式贝尔对流，实现具有完美信息论安全性的私密通信。
- 模块化量子计算 ：利用贝尔对进行纠缠交换，可将相邻但可能距离较远的模块融合在一起。
- 超密编码 ：共享的贝尔对允许通过传输单个量子比特来通信两个经典比特信息，从而使经典信道容量翻倍。
- 量子望远镜 ：两个望远镜之间共享的贝尔对允许将一个望远镜接收到的光子隐形传态到另一个望远镜，通过干涉技术获得极其敏感的相位信息。

1.2 GHZ态

多比特Greenberger - Horne - Zeilinger（GHZ）态是贝尔对向n个比特的直接推广，在多种场景中很有用。在量子匿名广播中，多方GHZ纠