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Autoencoding-Assisted Quantum Cloning Machine
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AI
DOI：10.3390/e28050563.png)
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摘要
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量子克隆机在量子信息处理中至关重要，应用于量子通信和密码协议等领域。然而，通用量子克隆机的保真度随着希尔伯特空间维度的增加而降低，导致在高维量子态的克隆中效率显著低于量子比特。本研究引入了一种混合量子自克隆机（HQAM），结合了量子自编码与通用量子克隆。其核心概念是通过量子自编码将高维量子态压缩到低维有效子空间，在此子空间内进行克隆过程，然后在原始希尔伯特空间中重构态。结果表明，对于与有效量子比特子空间强重叠的输入态，HQAM实现的克隆保真度超过直接量子三元组通用克隆的基准保真度，并接近最优量子比特克隆极限，同时保持抗噪声鲁棒性。这些发现表明，压缩辅助克隆为提高高维量子系统的克隆性能提供了实用策略，并可能实现更高效的量子信息处理协议。
Keyword:
quantum information
quantum cloning
quantum autoencoding