Disproving the Peres conjecture: Bell nonlocality from bipartite bound entanglement
从量子信息科学到多体系统，量子纠缠在物理学的许多领域都扮演着核心角色。为了掌握这一现象的本质，理解纠缠的不同表现是如何相互关联的是至关重要的。1999年，Peres提出Bell非定域性等价于纠缠的非定域性。佩雷斯的直觉是，纠缠态的非经典性，正如贝尔不等式违反所证明的那样，意味着可以从这种状态中提取纯纠缠，因此使其对大多数量子信息协议都很有用。随后，佩雷斯猜想被证明在几个特定的情况下成立，并成为量子信息理论中的一个中心开放问题。在这里，我们证明了一个不可解的二体纠缠态-束缚纠缠态-仍然可以违反贝尔不等式，从而否定了Peres猜想。这表明Bell非定域性既不意味着纠缠的可纠缠性，也不意味着部分换位下的非正性，从而阐明了纠缠的三个基本方面之间的关系。最后，我们的研究结果导致一个新的应用绑定纠缠设备无关的随机性认证。
2014-11-08 quant-ph
A new realization of the long-range entanglement: fractality replacing the topological order
拓扑有序态中著名的长程纠缠的本质是短程关联与非局域信息的矛盾共存，而非局域信息不能通过定深局域量子线路去除。它在不同量子态中的实现是量子计算和量子物质领域的一个研究热点。然而，已证明的实现受制于拓扑序（包括其扩展）的范式，即通过具有宏观码距离的量子码结构。在这里，我们通过严格证明在一个新的具体态中的共存性，拓宽了对长程纠缠态的认识。该状态描述了新实验发现的分形晶格几何（1.58D）上的量子，量子代码结构已被证明不存在，即，没有拓扑顺序。我们的结果可能为实现多体量子态的长程纠缠提供一种新的范例，并可能激发量子信息与量子物质之间联系的新研究。
2023-01-30 quant-ph
Reconciling Spacetime and the Quantum: Relational Blockworld and the Quantum Liar Paradox
介绍了非相对论性量子力学的关系块世界解释。因此，NRQM的时空是一个关系的、不可分离的块世界，空间距离只定义在相互作用的跨时间对象之间。RBW提供了一种新的统计解释的波函数，缩小了测量问题，以及一个几何帐户的量子纠缠和不可分离性，满足本地每狭义相对论，是免费的解释之谜。我们目前RBW的因果和adapticalresolution的所谓的“量子骗子悖论”，一个实验设置据称是有问题的时空概念的现实，并得出结论，推测RBW的影响量子引力。
2007-12-31 quant-ph
Quantum entanglement
我们以前应用量子理论的所有经验似乎都在说：{ \it量子形式主义所预言的东西一定发生在实验室里}。但是量子形式主义的本质--纠缠，被爱因斯坦、波多尔斯基、罗森和薛定谔所认识--等待了70多年，才作为一种像能量一样真实的新资源进入实验室。复合量子系统的这种整体性质涉及子系统之间的非经典相关性，是许多量子过程的潜在可能，包括“经典”过程：量子密码学、量子隐形传态和密集编码。然而，这种新资源似乎非常复杂，难以检测。由于通常对环境脆弱，它对概念和数学工具是强大的，其任务是破译其丰富的结构。本文综述了纠缠的基本方面，包括它的表征，检测，提取和量化。特别地，作者讨论了纠缠通过贝尔不等式、熵不等式、纠缠见证、量子密码学的各种表现形式，并指出了一些相互关系。他们还讨论了纠缠在量子通信中的一个基本作用，在远程实验室范例，并强调了一些特殊性，如纠缠操纵的不可逆性，包括其极端形式束缚纠缠现象。强调了纠缠见证者在纠缠探测中的基本作用。
2007-04-20 quant-ph
The effects of mixedness and entanglement on the properties of the entropic uncertainty in Heisenberg model with Dzyaloshinski-Moriya interaction
研究了具有Dzyaloshinski-Moriya（DM）相互作用的海森堡模型中混合度和纠缠度对熵不确定性的下界和紧度的影响。结果表明，混合度比纠缠度更能反映熵不确定性的本质。同时，测量结果的不确定度会因纠缠度而降低，因混合度而提高，纠缠度会破坏不确定度的紧密性，而紧密性会随着混合度的增加而提高。此外，海森堡模型中的不确定度的紧密程度可以表示为磁性、DM相互作用强度以及态的混合度的函数，并且函数形式与温度无关。当系统的混合度达到最小值时，熵的不确定不等式变为不确定不等式;对于给定的混合度，反铁磁情况下，随着DM相互作用强度的增加，系统的紧密度减小，而铁磁情况下，随着DM相互作用强度的增加，系统的紧密度减小.
2017-02-15 quant-ph
Improved analytical bounds on delivery times of long-distance entanglement
在远程方之间分发高质量纠缠的能力是许多量子通信应用的必要基础。已经提出了大量的方案来实现远程纠缠的远距离传输，无论是两体纠缠还是多体纠缠。为了评估这些计划的可行性，知识的时间，纠缠是至关重要的。具体地，如果通信任务需要多个远程纠缠的量子态，并且这些量子态由该方案在不同时间生成，则较早的量子态将需要等待，因此它们的质量将在存储在（不完美的）存储器中时降低。对于最接近实验范围的远程纠缠传输方案，这种时间评估是具有挑战性的，因为它们由不确定性组成，如概率纠缠交换。对于许多此类协议来说，甚至纠缠可以分布的平均时间也不确切，特别是当它们由反馈循环和强制重启组成时。在这项工作中，我们提供了改进的分析边界上的平均和分位数的纠缠分发协议的完成时间的情况下，所有的网络组件的成功概率下界由一个常数。这种协议的一个典型例子是嵌套量子中继器方案，它由预示纠缠产生和纠缠交换组成。对于这个计划，具体来说，我们的研究结果意味着一个共同的近似平均纠缠分布时间，3 -2公式，在本质上是一个上限的真实时间。我们的研究结果依赖于一个新的连接与可靠性理论。
2022-02-08 quant-ph
Qubit Recycling in Entanglement Distillation
针对Gisin局部滤波中保真度与产率的权衡，本文提出利用优化局部算子回收废弃光子的纠缠蒸馏协议，在全滤波和部分滤波配置下均显著提升产率。
2023-07-11 quant-ph
An Effective Way to Determine the Separability of Quantum State
本文利用通用可观测量的关联矩阵构造测量诱导Bloch空间，提出一种确定量子态可分离性的有效方法，可重现已有纠缠判据并产生新结果，且判据能直接转化为纠缠见证算符。
2025-05-02 quant-ph
XpookyNet: Advancement in Quantum System Analysis through Convolutional Neural Networks for Detection of Entanglement
本文提出专为量子系统设计的深度卷积神经网络XpookyNet，通过有效处理复数数据实现98.5%的纠缠检测准确率，并推动完全与部分纠缠态分类研究。
2024-08-10 quant-ph
Observation of local entanglement oscillation in free space
众所周知，量子态的纠缠在局域幺正变换下是不变的。例如，它规定贝尔态的光子对在自由空间传播期间保持最大纠缠度。在这里，我们概述了一种情况下，这种范式并不成立。使用工程从经典的矢量涡旋光束与不可分离的自由度，所谓的经典纠缠态的本地贝尔状态，我们证明了在传播过程中的纠缠演变，最大纠缠（纯矢量）和产品状态（纯标量）之间的振荡。我们概述了这些新的传播动力学背后的理论，并通过实验证实了结果。至关重要的是，我们的方法允许提供一个可调程度的本地纠缠到一个遥远的接收器，通过简单地改变一个模式的相位延迟全息，或者，在本质上，牵引光束纠缠。该演示突出了经典纠缠的一个迄今未被注意的特性，同时提供了一种用于按需向目标传递矢量状态的设备，例如，用于动态激光材料加工以及STED系统中的可切换分辨率。
2017-09-18 physics.optics quant-ph
Criterion of Quantum Phase Synchronization in Continuous Variable Systems by Local Measurement
相位同步在量子水平上被证明是无界的，但相位同步的见证往往是昂贵的，因为涉及的量子资源和非局域测量。基于量子测不准关系，本文构造了两个局域相位同步判据。局域判据表明，量子水平上的相位同步只能通过局域测量来证明，并在光力学系统中得到了数值验证。此外，通过分析量子水平上相位同步的物理本质，我们表明可以制备一个态，该态描述了两个同步的振子之间没有纠缠。因此，在理想相位同步的发生中，纠缠资源是不必要的，并讨论了这种现象的原因。
2020-02-21 quant-ph
Flux-qubit and the law of angular momentum conservation
许多作者对使用由约瑟夫森结中断的超导回路作为量子比特（通量量子比特）的基础的可能性的信心假定了关于具有宏观上不同的角动量的两个宏观上不同的量子态的叠加的假设。这一假设与宏观实在论和守恒定律的矛盾必然会使关于通量量子比特的众多出版物受到质疑。这些出版物揭示了许多现代物理学家对叠加原理本质的误解。爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）关联或纠缠，在1935年由哥本哈根解释的反对者为了揭示这一原则与现实主义的矛盾而引入，为量子计算的思想提供了基础。EPR相关性的问题之所以出现，要归功于量子理论的创造者之间关于其描述主题的哲学争论。因此，如果不深入了解这场哲学争论的实质，就不可能正确地解决量子计算机的创造问题。对量子基础哲学问题的完全忽视导致了具体的错误，例如关于通量量子比特的出版物。为了防止将来发生这样的错误，我们考虑了关于叠加和纠缠的本质以及量子描述的哲学问题。
2010-05-19 cond-mat.supr-con physics.gen-ph quant-ph
Free-Space distribution of entanglement and single photons over 144 km
量子纠缠是量子物理学的本质，激发了关于自然原理的基本问题。它也是量子密码学、量子隐形传态和量子计算等新兴量子信息处理技术的基础。贝尔的发现，即在纠缠量子系统上测量的相关性与局部现实图像不一致，导致了一系列实验证实了量子预测。然而，量子纠缠是否能像量子理论预测的那样在全球距离下生存，仍然是实验上未确定的。在这里，我们报告违反Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）不等式测量的两个观察员之间的144公里的加那利群岛的拉帕尔马和特内里费岛通过光学自由空间链路使用光学地面站（OGS）的欧洲航天局（欧空局）。此外，我们使用的纠缠对产生的量子密钥的实验条件和约束特性的空间到地面的实验。我们实验中的距离超过了以前所有自由空间实验的一个数量级以上，并利用了地基自由空间通信的限制;只有使用空中或天基平台才能达到更长的距离。由此实现的范围证明了量子通信在太空中的可行性，涉及卫星或国际空间站（ISS）。
2006-07-27 quant-ph
Effects of photon field on entanglement generation in charged particles
Bose-Marletto-Vedral（BMV）实验[3，4]是一个用牛顿引力的纠缠来测试引力的量子性质的提议。这一提议引发了关于牛顿引力引起的纠缠与量子引力的本质和引力子的存在有何关系的争论。受此启发，我们分析了两个带电粒子耦合到光子场之间的纠缠产生。我们假设每个粒子是两个轨迹的叠加，光子场最初是在一个相干态。基于协变量子电动力学，首次导出了带电粒子纠缠度的负性公式。采用简单的解析轨迹，我们证明了它们之间的纠缠。结果表明，由于光场的真空涨落引起的退相干抑制了纠缠。我们还发现在纠缠负性公式中出现了韧致辐射的量子叠加效应。引力理论和电磁理论之间的相似结构表明，在量子引力辐射产生纠缠中可以观察到类似的特征。
2022-03-17 gr-qc hep-th quant-ph
Interplay between Quantumness, Randomness, and Selftesting
量子信息处理在量子通信、量子计算等方面显示出与经典处理相比的优势。量子处理的本质在于经典态与量子态的根本区别。对于一个物理系统，在计算基上的相干叠加不同于在同一基上的统计混合态。这种相干叠加赋予了产生真随机数、实现并行计算和其他经典不可能的任务（如量子伯努利工厂）的可能性。考虑到一个系统是由多个部分组成的，不同系统之间非局域地存在的相干叠加称为纠缠。通过适当地操纵纠缠，有可能实现经典手段难以处理的计算和模拟任务。研究量子性、相干叠加和纠缠可以揭示量子优势的起源，并引导新的量子协议的设计。本论文主要研究量子性与随机性产生和自检验量子信息处理这两个信息任务之间的相互作用。我们讨论了如何量子可以用来产生随机性，并表明随机性可以反过来被用来量化量子。此外，我们还引入了伯努利工厂问题，并从理论和实验两方面提出了只有相干性的量子优势。此外，我们展示了一种方法来见证纠缠，是独立的实现的测量。我们还调查了随机性的要求，自我测试任务，并提出了一个随机数生成方案，是独立的随机性源。
2017-03-02 quant-ph
Three-fold way of entanglement dynamics in monitored quantum circuits
本研究通过对比三种圆系综下的量子电路，揭示了测量诱导纠缠相变中门纠缠产生与测量纠缠减少的相互作用，提出了基于KAK分解的统计纠缠能力高效表述及CSE反对称矩阵特征值统计的一般结果。
2022-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Entanglement after Quantum Quenches in Lifshitz Scalar Theories
在Lifshitz自由标量理论中，利用相关器方法研究了量子猝灭后纠缠熵随时间的演化，其动力学指数为$z>1$.对于量子猝灭，我们考虑两种类型的时间依赖的质量函数：端临界协议（ECP）和顺式临界协议（CCP）。在这两种情况下，在早期的纠缠熵是独立的子系统的大小。在临界时间（$t_c$）之后，纠缠熵开始显著地取决于子系统的大小。准粒子图象的快准粒子很好地解释了快ECP和CCP中$z = 1$的临界时间$t_c$。然而，我们发现对于$z > 1$，这种解释不起作用，并且$t_c$延迟。基于准粒子图像解释了为什么$t_c$延迟为$z>1$：本质上是由于快、慢准粒子之间的竞争。在后期，在ECP中，纠缠熵缓慢增加，而在CCP中，它以最终质量标度的明确定义的周期振荡，独立于$z$。我们给出了解释这种现象的相关方法。随着$z$的增加，纠缠熵增加，这可以通过由$z$引起的长程相互作用来理解。
2020-01-30 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
A quantum computer only needs one universe
讨论了量子计算的本质。有人认为，就在给定时间内操纵的信息量而言，量子计算和经典计算同样有效。量子叠加不允许量子计算机“同时执行许多计算”，除非是在高度合格且在某种程度上具有误导性的意义上。因此，量子计算不能很好地用量子力学的解释来描述，因为量子力学引用了大量平行宇宙的概念。相反，纠缠使可用类型的计算过程，而不是指数大于经典的，是不可用的经典系统。量子计算的本质是它使用纠缠来生成和操纵逻辑实体之间相关性的物理表示，而不需要完全表示逻辑实体本身。
2003-03-24 quant-ph
Clustering of conditional mutual information and quantum Markov structure at arbitrary temperatures
本研究证明条件互信息在任意温度下随距离指数衰减，关联长度随逆温度多项式增长，建立了量子马尔可夫结构，并改进了二体纠缠的聚类定理。
2025-10-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-th
Local unitary transformation, long-range quantum entanglement, wave function renormalization, and topological order
在同一相位的两个带隙的量子基态通过绝热演化连接，绝热演化引起在状态之间映射的局部么正变换。另一方面，带隙的基态在局域幺正变换下保持在同一相位内。因此，局域么正变换定义了一个等价关系，等价类是定义带隙量子系统不同相位的普适类。由于局域幺正变换可以消除局域纠缠，上述等价类/普适类对应于长程纠缠模式，这是拓扑序的本质。局部么正变换还允许我们定义一个波函数重整化方案，在该方案下，一个波函数可以在相同的等价性/普适性类中流动到一个更简单的波函数。使用这样的设置，我们找到可能的不动点波函数的条件，当地的酉变换有\emph{finite}尺寸。条件的解使我们能够对这类拓扑序进行分类，推广了拓扑序的弦网分类。我们还描述了一种由局域么正变换引起的波函数重整化算法。该算法使我们能够计算不固定点处的张量积波函数流。这将使我们能够计算拓扑秩序以及对称性破缺秩序在一个通用的张量积状态。
2010-07-28 cond-mat.str-el quant-ph
Information Geometry of Quantum Entangled Gaussian Wave-Packets
描述和理解量子纠缠的本质及其与动力学混沌的联系具有重大的科学意义。在这项工作中，使用信息几何（IG）技术，我们调查的微观关联的最大概率路径的演化的统计流形诱导系统的微观自由度是高斯分布的影响。我们使用相关和非相关高斯的统计流形模型的散射诱导的量子纠缠的两个无自旋，无结构，非相对论性粒子，后者表示的最小不确定性高斯波包。已知纠缠度由系统的纯度P量化，我们用微相关系数r表示s波散射的纯度-一个参数化系统相关微观自由度的量;从而建立了纠缠和微相关之间的联系。此外，相关系数r很容易表示在散射中涉及的物理量，其精确形式是通过我们的IG方法获得。发现纠缠持续时间可以由初始动量p_{o}、动量扩展σ {o}和r来控制。此外，我们得到了精确的表达式IG模拟的标准指标的混沌，如截面曲率，雅可比场强度和李雅普诺夫指数。然后，我们提出了一个分析估计的信息几何熵（IGE），一个合适的措施，量化的复杂性测地线路径弯曲流形。最后，我们提出结论性意见，解决IG表征的纠缠和量子物理学的复杂性的有用性。
2011-04-07 math-ph math.MP quant-ph
Characterization of the measurement uncertainty dynamics in an open system
不确定原理在量子力学中起着至关重要的作用，因为它抓住了与两个不相容的量子测量的结果相关联的不可避免的随机性的本质。在信息论中，信息熵可以完美地描述这种类型的随机性，因为熵可以衡量给定量子系统中的混沌程度。然而，随着系统的量子关联逐渐被周围环境的噪声破坏，熵的量子不确定性最终不可避免地膨胀。本文研究了存在量子记忆时冯·诺依曼熵不确定度的动力学特征，探讨了熵不确定度在环境噪声作用下的时间演化。研究了环境噪声对熵的不确定性的影响，具体验证了AD通道和BPF通道两种噪声环境对熵的不确定性的影响。同时，提出了在开放系统下降低测量不确定度的有效操作策略。此外，我们还探讨了测不准关系在纠缠见证和量子信道容量方面的应用。因此，在开放的量子关联系统中，我们的研究可以为量子测量估计提供一个新的视角
2021-10-22 quant-ph
Dynamical Magic Transitions in Monitored Clifford+T Circuits
本研究针对受监控Clifford+T电路，探究魔态动力学与测量的竞争，发现动力学魔态跃迁由稳定子纯化驱动，存在魔态与纠缠跃迁重合及高纠缠相下发生魔态跃迁的情况，并基于泡利计算揭示魔态碎片化机制。
2024-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum discord and classical correlation can tighten the uncertainty principle in the presence of quantum memory
不确定性关系捕捉到了两个不相容的量子测量的结果所带来的不可避免的随机性的本质。最近，Berta等人证明了测量结果的不确定性的下限取决于被观测系统与具有量子记忆的观测者之间的相关性。如果系统与它的记忆最大程度地纠缠在一起，那么对系统进行的两次不相容测量的结果就可以精确地预测。在这里，我们得到了一个新的不确定性关系，收紧了Berta等人的下界，通过引入一个附加项，该附加项取决于被观察系统和量子存储器的联合态的量子不和谐和经典相关性。我们讨论了几个例子的状态，我们的新的下界比Berta等人的界更紧。在应用方面，我们讨论了我们的新的不等式的安全性的量子密钥分发的相关性，并表明它可以用来提供边界上的可扩展的共同随机性和纠缠的形成二分量子态。
2012-09-21 quant-ph
Local theories with parallel realities and the epistemic view of the quantum state
本文提出一个融合单世界随机性与多世界实例共存的混合框架，以规避贝尔非局域性并减少信息流，并用两个纠缠量子比特的局域模型加以说明。
2025-08-22 quant-ph
Quantum Time and the Time-Dilation induced Interaction Transfer mechanism
本文提出时间膨胀诱导的相互作用转移（TiDIT）机制，通过非微扰方法将Page-Wootters机制推广到有限维系统，用有效相互作用描述量子时间膨胀效应，为在量子技术中探索引力提供新工具。
2024-10-15 gr-qc quant-ph
