量子信令中继器模型：性能仿真与关键参数

本文主要探讨了"量子信令中继器模型及其参数仿真"的研究。作者薛乐、聂敏和刘晓慧针对量子通信中的挑战，即量子信令在远程传输中因环境交互导致的退相干问题，设计了一种创新的量子信令中继器模型。该模型旨在克服信道损失和量子纠缠品质随距离衰减的问题，以实现不受距离限制的量子信令传输。 模型的核心组成部分包括以下几个步骤：首先，对接收到的量子信令量子态进行纠缠纯化处理，通过这种方式增强纠缠状态的质量，确保能在发送者和接收者之间建立起稳定的纠缠信道。其次，利用纠缠交换技术，将所需的量子信令通过这个纠缠信道进行传递，实现了量子信令的中继过程。 仿真结果显示，在保持量子信令的保真度高达98%（即信息传输的精确性）和纠缠对成功建立的概率达到98%的前提下，信令中继的成功率超过97%，证明了该模型的有效性。当纠缠交换概率、纯化概率以及纠缠对成功建立概率均设定为98%时，量子信令中继器的吞吐量可以达到183千比特每秒（kbps），这些参数表明该模型能满足量子通信对信令中继的高效和可靠性要求。 文章的关键技术和概念涉及量子通信、量子信令、纠缠纯化和纠缠分发等核心领域。量子通信的安全性和有效性依赖于量子纠缠状态的保护，而纠缠纯化和分发则是维持纠缠质量的关键步骤。模型的设计和仿真结果对于推动量子通信网络的实际应用具有重要意义，因为它不仅解决了远程传输中的问题，还展示了如何通过中继技术实现量子信息的稳定和无损传输。 这篇文章不仅提供了理论上的量子信令中继器模型，还通过详细的仿真分析，证实了其在实际应用中的可行性，为量子通信网络的发展奠定了基础。PACS分类码和DOI标识也反映了该研究在量子信息科学领域的前沿地位。