Квантовые повторители на основе атомных ансамблей и линейной оптики

Распределение квантовых состояний на большие расстояния ограничено потерями фотонов. Простое усиление, подобное применяемому в классических телекоммуникациях, невозможно в квантовой связи из-за теоремы о запрете клонирования. Эту проблему можно преодолеть с помощью протоколов квантовых повторителей, которые создают запутанность на больших расстояниях из запутанности на меньших расстояниях посредством перестановки запутанности. Такие протоколы требуют возможности создавать запутанность с использованием процедуры оповещения, сохранять её в квантовой памяти и выполнять её перестановку. Одна из привлекательных общих стратегий реализации квантовых повторителей основана на использовании атомных ансамблей в качестве квантовых запоминающих устройств в сочетании с методами линейной оптики и счётом фотонов для выполнения всех необходимых операций. В настоящей работе рассматривается современное теоретическое и экспериментальное состояние этой активно развивающейся области. Потенциальные возможности различных подходов количественно сравниваются с акцентом на наиболее непосредственную цель — превзойти прямую передачу фотонов.