量子簇态(quantum cluster state)是一种特殊的量子态,它是量子信息处理中的重要资源。量子簇态由相互纠缠的多个量子比特(或量子系统)组成,通过对这些量子比特进行测量和操作,可以进行一系列的量子计算和通信任务。
最简单的量子簇态是所谓的图状簇态(graph state),图状簇态是由一个图形结构(通常是二维或三维的几何图形)中的量子比特构成的。图状簇态通过将量子比特之间的纠缠来实现量子信息的存储和传输。
量子簇态具有以下特点:
1. 短程纠缠:量子簇态中的量子比特通过局部纠缠相互连接,纠缠关联是局部的而不是全局的。
2. 长程纠缠:尽管量子簇态中的量子比特之间的纠缠是局部的,但通过适当的测量和操作,可以实现远距离的纠缠。
3. 计算和通信:量子簇态可以用于量子计算和量子通信任务,例如量子纠错码、量子密钥分发、量子远程态制备等。
量子簇态是一种强大的量子资源,在量子信息处理领域具有广泛的应用潜力。簇态计算和簇态通信是量子计算和量子通信研究的重要方向之一。