A device for feasible fidelity, purity, Hilbert-Schmidt distance and entanglement witness measurements
提出了一种通用的测量装置模型，该装置能够直接测量两个一般不相关混合态的保真度、重叠度、纯度和Hilbert-Schmidt距离等常用量子态特性。此外，对于两个关联的混合态，测量实现了Werner可分性判据的纠缠见证。为了确定这些可观测量，只需要估计一个参数-干扰的可见性。讨论了在腔QED、囚禁离子和电磁感应透明实验中的实现。
2001-08-27 quant-ph
Fidelity Based Measurement Induced Nonlocality
本文提出了测量诱导非局域性（MIN）方法，利用基于保真度的度量来捕捉局部不变投影测量对量子态的全局非局域效应。这个量是对MIN原始定义中局部附属问题的一种补救。我们给出了纯二分态和2Xn维混合态的MIN的解析表达式。对于一般的混合态，我们也给出了最小值的一个上界。最后，我们比较了这个数量与基于希尔伯特-施密特范数和Werner和各向同性状态的偏斜信息的MIN。
2017-07-10 quant-ph
High-fidelity resonator-induced phase gate with single-mode squeezing
我们提出利用窄带单模压缩驱动来提高电路QED中两量子比特共振诱导相位门的保真度。我们发现存在一个最佳的压缩角和强度，擦除量子比特的“哪条路径”的信息泄漏出腔，从而最大限度地减少量子比特退相在这些门。我们的门保真度的分析结果是在良好的协议与级联主方程，考虑到压缩辐射源的动力学的数值模拟。与现实的参数，我们发现，这是可能的，以实现一个控制相位门的门时间为200 ns和平均失真的$10^{-5}$。
2016-01-13 quant-ph
Fidelity of photon propagation in electromagnetically induced transparency in the presence of four-wave mixing
研究了基于电磁感应透明（EIT）的量子存储方案中的四波混频效应。我们在量子力学的水平上处理场的传播问题，这使我们能够计算一个量子光脉冲，如一个单光子的传播保真度。虽然4WM对于经典的全光信息存储是有益的，但是与信号放大和闲频生成相关联的量子噪声通常对于量子存储器是有害的。我们确定了一系列参数，其中4WM使单光子量子存储器不可能。
2013-06-20 quant-ph
Partial coherence and quantum correlation with fidelity and affinity distances
任何物理学理论的一个基本任务是以一种有意义的方式量化某个物理量。在本文中，我们证明了保真度距离和亲和距离满足强收缩性，相应的资源量词可以用来刻画一个大类的资源理论。在“自由态”的凸性和“选择性自由操作”下自由态的封闭性两个假设下，我们的资源理论一般框架包括纠缠、相干、部分相干和叠加等量子资源理论。在部分相干理论中，我们证明了二分态的保真度部分相干等于混合量子态鉴别（QSD）任务的最小错误概率，反之亦然，这补充了[Xiong and Wu，J. Phys. A：Math. Theor. 51，414005（2018）]。我们还计算了$(2,n)$二分X态的保真度部分相干性的解析表达式。最后，我们在部分连贯理论的框架下研究了关联连贯。我们表明，部分相干的二分态，相对于一个子系统的本征基，实际上是量子相关的措施。
2019-01-15 quant-ph
Fidelity and Fisher information on quantum channels
量子态的保真度函数在量子信息科学中有着广泛的应用，经常出现在量子态的估计和区分的最佳性能的量化中。量子信道上的保真度函数在量子信息科学中有着广泛的应用前景。本文提出了一种量子信道上的保真度函数，并证明了利用这种保真度函数可以得到量子信道上的各种距离测度，例如可以将Bures角和Bures距离推广到量子信道上.然后，我们证明了量子信道之间的距离自然地导致了一个新的Fisher信息，它量化了量子精密测量中的最终精度极限，因此最终精度极限可以看作是量子信道之间距离的表现。我们还表明，量子信道的保真度提供了一个统一的框架，完美的量子信道歧视和量子精密测量，特别是我们表明，完美的信道歧视所需的最小使用次数正好是对应的精确度限制在量子精密测量，和各种有用的下限，完美的信道歧视所需的最小使用次数可以通过这种连接。
2017-03-07 quant-ph
Fidelity-based distance bounds for $N$-qubit approximate quantum error correction
Eastin-Knill定理是量子纠错理论的核心结果，它指出量子码不能精确地纠正错误，具有连续对称性，并横向实现一组通用的门。为了避免这个结果，有几种方法可以放弃精确的纠错或连续对称。在这种情况下，通常采用保真度的补充测量作为量化量子态可扩展性和误差校正中的基准近似的方式。尽管具有有用的性质，但对于具有大量纠缠量子比特的量子态，评估保真度度量是一项具有挑战性的任务。考虑到这一点，我们解决了两个距离措施的基础上的子和superparametities作为一种方式来约束误差近似，这反过来又需要一个较低的计算成本。我们的模型缺乏精确的误差校正相当于一个单一的移相通道的行动，评估建议的基于结晶度的距离分析和数值，并获得一个封闭形式的表达式为一般的$N$ -量子位量子态。我们用两个典型的例子来说明我们的边界，一个$N$ -量子比特混合GHZ态和一个$N$ -量子比特混合$W$态。
2023-03-25 quant-ph
Environment-induced decay of teleportation fidelity of the one-qubit state
当单量子比特隐形传态协议在各种不同的消散环境中执行时，我们重新审视了它。结果表明，该量子协议在去伪随机环境的影响下比在耗散或噪声环境的影响下具有更强的鲁棒性。环境可能会剥夺隐形传态相对于纯经典通信在有限或无限寿命内的量子优势，这取决于环境的类型。同时发现除了纠缠度之外，纠缠态源的纯度也是决定传送态质量的关键因素。
2011-11-18 quant-ph
Measuring distances in Hilbert space by many-particle interference
希尔伯特空间中点之间的距离度量是用来描述量子系统关于某个标准具态的性质的基本理论概念之一。这些不仅用于研究信号传输的保真度和基本量子现象，而且还应用于测量量子相关性，以及量子机器学习。量子距离测度的值在不完全重构态的情况下是很难确定的。在这里，我们展示了一种测量量子态之间距离的干涉方法，在某些情况下，它可以胜过量子态断层扫描。我们提出了一种直接的实验方法来估计两个未知的两量子比特混合态之间的距离测量，如Uhlmann-Jozsa保真度（或Bures距离），Hilbert-Schmidt距离和迹距离。通过测量保真度的上限和下限来估计保真度，这分别被称为超保真度和亚保真度。我们的方法是基于多粒子相互作用（即，干扰）。
2018-12-20 quant-ph
Generalized Fidelity, the Data Processing Inequality, and Convexity
University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）
本文研究广义保真度诱导的Bures-Wasserstein距离是否满足数据处理不等式，发现高维不满足，二维给出充分条件，并给出退化为Uhlmann保真度的充要条件。
2026-10-22 quant-ph
Fidelity based unitary operation-induced quantum correlation for continuous-variable systems
我们提出了一个衡量非经典相关$N_{\mathcal F}^{\mathcal G}$的局部高斯酉操作的基础上的平方的保真度$\mathcal F$二部连续变量系统。这个量是更容易计算或估计，是一个补救措施的本地附属问题与几何测量引起的非局域性。给出了任意$(1+1)$模高斯态的$N_{\mathcal F}^{\mathcal G}$的一个简单计算公式，并给出了任意$(n+m)$模高斯态的$N_{\mathcal F}^{\mathcal G}$的一个估计.对于任何$(1+1)$模式高斯状态，在对未测量子系统执行局部高斯信道之后，$N_{\mathcal F}^{\mathcal G}$不增加。将$N_{\mathcal F}^{\mathcal G}(ρ_{AB})$与其他量子关联（如双模对称压缩热态的高斯几何不协调）在尺度上进行比较，发现$N_{\mathcal F}^{\mathcal G}$在检测高斯态的量子关联方面要好得多。
2019-01-31 quant-ph
Decoherence induced by squeezing control errors in optical and ion trap holonomic quantum computations II
考虑Hadamard门在光学和离子阱完整量子计算机上的特殊实现，研究了随机压缩控制误差引起的退相干。当控制噪声采用Ornstein-Uhlenbeck随机过程时，我们解析地得到了Hadamard门的终态纯度和保真度。我们证明了纯度和保真度振荡取决于初始叠加态的选择。导出了门保真度与末态纯度之间的线性关系式。
2006-03-31 quant-ph
Quantum fidelity of electromagnetically induced transparency: The full quantum theory
提出了一个全量子模型来研究具有不同量子态的单光子在电磁感应透明介质中传输的保真度。利用一般库理论，我们可以计算出透射探测光子的量子态，揭示了半经典理论预言的EIT现象，同时反映了强耦合场的量子涨落的影响。我们的研究表明，耦合场涨落不仅改变了探测光子的量子态，而且对探测光子的透射率也有轻微的影响。此外，我们还证明了压缩耦合场可以增强其涨落对探测光子量子态的影响，这意味着EIT效应可以通过控制耦合场的量子态特性来实现.本文中的全量子理论适用于研究与EIT机制相关的量子系统，这将使我们能够从全量子的角度研究基于EIT的系统中的各种量子效应。
2021-12-22 quant-ph
Bound on trace distance based on superfidelity
我们给出了两个量子态之间迹距离的一个界。下限是基于超保真度，它提供了量子保真度的上限。所提出的界限的优点之一是，它可以使用一个简单的测量过程来估计。我们还比较了这个约束与一个提供的保真度。
2009-02-11 quant-ph
Immense Fidelity Enhancement of Encoded Quantum Bell Pairs at Short and Long-distance Communication along with Generalized Design of Circuit
本文首次区分量子通信的短距离与长距离应用，提出基于经典通信协议的新模型和广义电路设计，大幅提升编码贝尔态的保真度与纠错能力，并用IBM QISKIT仿真验证。
2023-03-13 quant-ph
Trace-Distance based End-to-End Entanglement Fidelity with Information Preservation in Quantum Networks
本文针对量子网络中纠缠保真度随距离指数下降的问题，提出基于迹距离的路径纯化算法TDPP，结合接近中心性实现信息保持和端到端纠缠路由，仿真表明其提升了网络吞吐量和端到端保真度。
2024-10-21 cs.NI quant-ph
A lower bound on the fidelity between two states in terms of their Bures distance
保真度是量子信息理论中一个基本的、普遍存在的概念。Fuchs-van de Graaf不等式处理上下边界保真度。本文给出了两态之间量子保真度的一个下界。
2014-08-11 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Phase Diagrams of Matter-Field Hamiltonians I: Fidelity, Bures Distance, and Entanglement
建立了计算有限物质场哈密顿模型量子相图的一般方法。与模型的不同对称性相关联的最小能量表面被计算为物质场耦合强度的函数。利用基态波函数，我们可以寻找最小保真度或最大Bures距离的参数曲面，并由此得到这些曲面的临界区域，从而表征有限量子相变。按照这一过程的$N_a=1$和$N_a=4$粒子，量子相图计算的广义Tavis-Cummings和Dicke模型的三能级系统偶极相互作用的电磁场的$2$模式。对于$N_a=1$，物质的约化密度矩阵使我们能够确定在$2$ -单纯形（与一般的三维密度矩阵相关联）中的相位区域，在不同的$3$ -水平原子配置上，以及物质和场扇区之间的量子相关性的测量。由于占据概率可以通过实验测量，因此可以建立有限系统的量子相图的存在性。
2020-11-29 quant-ph
Measurement-induced cubic phase state generation
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Mohali（印度科学教育与研究学院莫哈利分校）；Paderborn University（帕德博恩大学）；Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS)（光子量子系统研究所）
本研究提出了一种通过高斯操作和检测操作生成高保真度三次相态态的协议，并通过多参数优化提升保真度与检测概率。
2026-02-23 quant-ph
Long-distance entanglement distribution using individual atoms in optical cavities
光学腔中的单个原子可以在静止量子比特和飞行量子比特（光子）之间提供有效的接口，这是量子通信的基本组成部分。此外，腔辅助控制非（CNOT）门可以用于在量子中继器设置中将纠缠交换到长距离。然而，在CNOT过程中由腔引入的耗散可能会增加使用这些系统获得长距离纠缠分布的实验难度。我们分析和比较了一些基于腔的中继方案结合各种纠缠产生方案和腔辅助CNOT门。我们发现，一个方案，高保真纠缠首先产生在一个双光子探测方案，然后交换到长距离使用最近提出的预示CZ门表现出优越的性能相比，其他计划。预告门将耗散效应从保真度转移到门的成功概率，从而实现高保真纠缠交换。因此，即使在原子-腔系统的低合作度下，也可以在长距离上实现高速率的纠缠分配。这种高保真中继器表现出优于其他基于腔的计划高达两个数量级的速率为现实的参数和大的距离（1000公里）。
2015-07-20 quant-ph
Distinguishing dynamical quantum criticality through local fidelity distances
提出用局域量子保真度距离识别一维 Ising 链动力学量子相变的临界时间与指数，并给出适用于纠缠熵振荡增长情形的上界距离度量。
2023-08-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Testing Link Fidelity in a Quantum Network using Operational Form of Trace Distance with Error Bounds
该研究针对量子网络评估的实际应用缺口，推导多节点网络的新型操作型迹距离，建立含误差界的迹距离-保真度基准，衔接量子操作与张量网络分析，为真实误差下的量子网络性能评估提供稳健框架。
2024-04-16 math.QA quant-ph
A lower bound on the fidelity between two states in terms of their trace-distance and max-relative entropy
保真度是量子信息理论中一个基本的、普遍存在的概念。Fuchs-van de Graaf不等式处理上下边界保真度。本文根据两态的迹模距离和最大相对熵给出了两态间量子保真度的一个下界。
2014-12-02 math-ph math.MP quant-ph
Projections with Respect to Bures Distance and Fidelity: Closed-Forms and Applications
National University of Singapore（新加坡国立大学）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）
本文推导了关于保真度和Bures距离的投影闭式表达式，并展示了其在量子通道和测量等领域的应用。
2026-02-16 quant-ph
Distributed entanglement induced by dissipative bosonic media
我们描述了一个方案，并给出了解析结果，该方案允许在耗散玻色子介质中产生两个原子的稳态纠缠。介导玻色子模和腔模之间的共振耦合产生三个集体原子衰变通道。这种耗散动力学，以及由经典微波场诱导的幺正过程，驱动两个原子的对称或非对称纠缠的稳定状态的条件下的微波场的相位的选择。分析了非共振介导的玻色子模对稳态纠缠的影响。无论初始态如何，都可以获得高保真度的纠缠，并且保真度与协同性参数成线性关系。保真度对经典驱动场拉比频率的波动不敏感。
2012-06-27 quant-ph
Dynamical phase transitions at finite temperature from fidelity and interferometric Loschmidt echo induced metrics
本文利用保真度和干涉型洛歇回波（LE）诱导度规研究了有限温度动态量子相变（DQPT）。我们分析了相关的动力学的非线性（黎曼度量），并推导出解析表达式的情况下，两带哈密顿。在零温度下，这两个量是相同的，然而，在有限温度下，它们的行为非常不同。使用保真度LE，零温度DQPT随着温度逐渐被洗掉，而干涉对应物表现出有限温度相变（PT）。我们分析了两个有限温度LE概括之间的物理差异，并认为，虽然干涉更敏感，因此可以提供更多的信息时，适用于真正的量子（微观）系统，分析多体宏观系统时，基于量子力学的对应物是一个更合适的量来研究。最后，我们将前面的结果应用到两个有代表性的拓扑绝缘体的一维和二维模型。
2018-04-13 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum state transfer on distance regular spin networks with intrinsic decoherence
将距离正则图看作自旋网络，研究了这类网络的状态转移保真度。利用Milburn的内禀退相干[G. J. Milburn，Phys.Rev.A44，5401（1991）]。我们考虑一种特殊类型的自旋哈密顿量，它是Christandl等人[Phys.Rev.A71，032312（2005）]的自旋哈密顿量的扩展版本。结果表明，退相干破坏完美的通信信道。使用Jafarizadeh和Sufiani [Phys. Rev. A 77，022315（2008）]导出的最佳耦合强度，我们表明环境对通信信道的破坏性影响随着退相干速率的增加而增加，但是状态转移保真度随着时间接近无穷大而达到稳定值，这与退相干速率无关。此外，它表明，对于一个给定的退相干率，通过增加发送器和接收器之间的距离的传输保真度下降。
2017-01-03 quant-ph
Long-distance transmon coupler with CZ gate fidelity above $99.8\%$
本研究提出基于悬浮transmon的可调长距离量子比特耦合器，通过波导介导耦合实现2毫米间距下50MHz以上耦合，降低串扰并预留读出器件空间，达成99.81%保真度的CZ门，助力可扩展量子处理器研发。
2022-12-19 quant-ph
Readout-induced leakage of the fluxonium qubit
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
该研究通过实验探讨了磁通量子比特中的非QND效应，发现共振子光子会诱导量子比特状态的转变，并通过数值建模揭示了高激发态和外部偶发模式耦合的作用。
2025-12-16 quant-ph
Operational distance and fidelity for quantum channels
通过对经典概率论中两个正核之间的最大Hellinger距离的非对易推广，定义并研究了量子信道的保真度准则，称之为极大极小保真度.与其他已知的量子信道的保真度一样，极小极大保真度对于有限维代数之间的信道是定义良好的，但它也适用于无限维代数之间的某类信道（明确地说，具有算子值Radon-Nikodym密度的通道（相对于Belavkin-Staszewski意义上的迹线）并且在量子信道的集合上引入度量，该度量在拓扑上等价于信道之间的CB范数距离，精确地以与量子力学系统的统计状态相关联的密度算子上的Bures度量相同的方式，从著名的保真度（“广义转移概率”）的Uhlmann，是拓扑等价的迹范数距离。
2005-01-18 math-ph math.MP math.OA
High-fidelity and long-distance entangled-state transfer with Floquet topological edge modes
我们提出了利用周期性驱动（Floquet）超导量子比特链一端出现的边缘态的性质来产生纠缠量子比特。这样的量子位自然地受到系统拓扑的保护，并且通过系统参数的绝热控制来操纵它们是可能的。通过利用Y结几何形状，我们开发了一个协议来执行纠缠量子比特从量子比特链的一端到另一端的高保真传输。我们的量子态传输协议被发现对系统参数的无序和不完美具有鲁棒性。更重要的是，由于所涉及的边缘状态和体状态之间的非零间隙，我们提出的协议在较大的系统尺寸下也表现得非常好，因此原则上允许我们在任意大的距离上传输纠缠态。因此，这项工作表明Floquet拓扑边缘态不仅是足智多谋的实施量子门操作，但也是有用的高保真度和长距离传输的纠缠态沿固态量子比特链。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Decoherence induced by squeezing control errors in optical and ion trap holonomic quantum computations
考虑到哈达玛门在光学和离子阱完整量子计算机上的特殊实现，我们研究了随机压缩控制误差引起的退相干。当控制噪声用Ornstein-Uhlenbeck随机过程建模时，我们得到了Hadamard门的保真度，并计算了最终态的纯度。我们证明，在矛盾的情况下的系统控制误差的随机导致退相干的最终状态。在小误差范围内，我们导出了门保真度与末态纯度之间的简单关系式。
2006-02-07 quant-ph
A relation between fidelity and quantum adiabatic evolution
近年来，一些量子算法已被实现的量子绝热演化。本文讨论了一类量子绝热演化的运行时间与初终态距离之间的精确关系。我们表明，这种关系可以推广到混合态的情况下。
2005-12-01 quant-ph
Bounding quantum gate error rate based on reported average fidelity
量子计算的显著实验进展的例证是最近宣布的令人印象深刻的平均门量子数超过99.9%的单量子位门和99%的双量子位门。虽然这些高数字让人乐观地认为容错量子计算是触手可及的，但平均门保真度与容错要求之间的联系并不直接。在这里，我们使用报告的平均门保真度来确定量子门错误率的上限，这是评估容错量子计算进展的适当度量，我们证明了这个界限对于一般噪声是渐近紧的。虽然这个界限是不太可能饱和的实验噪声，我们使用明确的例子表明，该界限表示真实的错误率和报告的平均保真度之间的实际偏差。我们引入泡利距离作为这种偏差的度量，我们表明，泡利距离的知识，使更严格的估计错误率的量子门。
2015-12-27 quant-ph
Long-Distance Quantum Communication with Neutral Atoms
分析了Duan，Lukin，Cirac，and Zoller提出的基于原子系综的长距离量子通信体系结构（DLCZ）。它的保真度和吞吐量的纠缠分发，纠缠交换，和量子隐形传态的框架内，占在合奏以及损失和信道中的不对称性的多个激发。将获得的DLCZ性能指标与麻省理工学院和西北大学（MIT/NU）的一个团队提出的捕获原子量子通信架构的相应结果进行比较。这两个系统被发现是能够高保真纠缠分布。然而，DLCZ方案只提供有条件的隐形传态和中继器操作，而MIT/NU结构提供完整的贝尔态测量其被困原子。此外，它表明，实现单位条件保真度DLCZ隐形传态和中继器操作需要理想的光子数分辨探测器。用非分辨探测器实现的DLCZ隐形传态和中继器操作的最大条件重复度分别为1/2和2/3。
2005-12-16 quant-ph
Random density matrices: Analytical results for mean root fidelity and mean square Bures distance
布里斯距离因其独特的性质在众多的距离测度中占有特殊的地位，并在量子信息理论的诸多问题中得到应用。它与保真度有关，并且除其他外，它作为量化量子态的可分性的真正度量。在这项工作中，我们计算的平均根保真度和均方Bures距离之间的固定密度矩阵和随机密度矩阵，以及两个随机密度矩阵的精确解析结果。在推导过程中，我们还得到了上述密度矩阵对乘积的谱密度。我们证实了我们的分析结果，使用蒙特卡罗模拟。此外，我们将这些结果与使用耦合踢顶产生的约化密度矩阵之间的均方Bures距离进行比较，发现非常好的一致性。
2022-11-18 cs.IT math-ph math.IT
Fast high-fidelity multi-qubit state transfer with long-range interactions
我们描述了一个有效的协议，执行量子态转移使用哈密顿动力学与长程相互作用。将$n$量子位传送足够大的距离的时间与$\sqrt{n}$成比例。即使没有纠错，在耦合常数中存在不相关的随机误差的情况下，对于任意良好分离的量子比特，这种多量子比特状态转移过程的保真度仍然是有限的。
2020-09-14 quant-ph
Long Distance Entanglement and High-Dimensional Quantum Teleportation in The Fermi-Hubbard Model
研究了有限尺寸Fermi-Hubbard开放链中的长距离纠缠以及端到端的量子隐形传态。我们展示了费米-哈伯德模型基态支持最大长距离纠缠的特性，这使其能够作为高保真度长距离量子隐形传态的量子资源运行。我们确定了产生可伸缩长距离纠缠的物理性质和条件，并分析了在库仑相互作用和跳跃幅度的影响下纠缠的稳定性。此外，我们表明，在协议中的测量基的选择可以显着影响的量子隐形传态的保真度，我们认为，完美的信息传输可以通过选择一个适当的基础，反映显着的特性的量子信道，即哈伯德投影测量。
2022-10-31 quant-ph
Sub-- and super--fidelity as bounds for quantum fidelity
我们导出了量子态之间保真度的几个界。特别是，我们表明，保真度是有界的，从上面的一个简单的计算量，我们称之为超保真度。它类似于另一个称为次保真度的量。对于二维量子系统（N=2）的任何两个状态，所有三个量都重合。我们证明了次保真度和超保真度是凹函数。我们还表明，超保真度是超乘法，而次保真度是次乘法，并设计可行的方案来测量这些数量的实验。超保真度可用于定义量子态之间的距离。关于这个度量，量子态的集合形成了$N^2-1$维超球的一部分。
2008-11-19 quant-ph
On the distance between unitary propagators of quantum systems of differing dimensions
提出了不同维数量子系统的两个幺正传播子之间的距离测度，并给出了相应的计算方法。一个典型的应用是将实际（真实）过程的传播算子与期望（理想）过程的传播算子进行比较;前者的维数比后者高。所提出的测量具有处理可能相关的输入的优点，但是以在整个空间上工作为代价，而不仅仅是通常情况下的信息承载部分，即，不明确涉及部分跟踪操作。它还表明，距离测量和信道保真度的平均测量都取决于相同的矩阵的大小：随着矩阵大小的增加，距离减小，保真度增加。
2006-06-07 quant-ph
Long-distance high-fidelity continuous-variable quantum key distribution with non-Gaussian operations: An exact closed form solution
本研究推导了含零光子催化和量子剪刀的连续变量量子密钥分发协议输出态的闭式解，通过参数优化显著提升协议的传输距离与保真度，纯损耗信道下最大距离仅比无中继极限低6.5%，且二者存在权衡关系。
2023-12-16 physics.optics quant-ph
Random density matrices: Analytical results for mean fidelity and variance of squared Bures distance
量子态的可分辨性是量子信息理论中的一个关键问题。在这种情况下，Bures距离是各种距离度量中的首要选择之一。它还与保真度有关，保真度是量子信息理论中另一个极其重要的量。在这项工作中，我们得到的平均保真度和方差的Bures距离的平方之间的固定密度矩阵和随机密度矩阵，以及两个独立的随机密度矩阵的精确结果。这些结果补充了最近获得的平均根保真度和Bures距离平方均值的结果[Phys. Rev. A 104，022438（2021）]。均值和方差的可用性也使我们能够提供基于伽马分布的Bures距离平方的概率密度近似。分析结果证实了使用蒙特卡罗模拟。此外，我们比较我们的分析结果与平均值和方差的平方Bures距离之间的约化密度矩阵产生的耦合踢陀螺，并在一个随机的磁场的相关自旋链系统。在这两种情况下，我们发现很好的协议。
2022-11-10 cs.IT math-ph math.IT
High-fidelity atomic-state teleportation protocol with non-maximally-entangled states
我们提出了一个利用腔衰减实现远距离原子态隐形传态的方案，该方案在现有的光学腔中也能实现高保真度的原子态隐形传态。该方案基于Bose \emph{et al.} [Phys. Rev. Lett. { \textbf{83} }，5158（1999）]，但有一个重要的修改：它采用非最大纠缠态而不是最大纠缠态。
2009-04-07 quant-ph
Low-Loss High-Fidelity Frequency-Mode Hadamard Gates Based on Electromagnetically Induced Transparency
分束比为0.5或1的频率分束器（FBS）可以用作频率编码光子量子比特的频率模式阿达玛门（FHG）或用作光子频率上转换或下转换的量子频率转换器（QFC）。以往的工作表明，所有的FHG或QFC在单光子水平上的总效率或输出-输入比约为50%或更低，在本工作中，我们的FHG和QFC是基于双$Λ$电磁诱导透明方案的四波混频过程。我们实现了90 $\pm$ 4%的FGH和84%的QFC使用相干态单光子，这两个是最好的最新记录的总效率。为了测试FBS的保真度，我们提出了一种新的量子过程层析成像的HOMI方案。由FHG的HOMI的$g^{(2)}$测量值指示的保真度为0.99 $\pm$ ± 0.01。这种低损耗、高保真度、分光比可调的FHG和QFC或FBS可以在长距离量子通信中产生有用的操作或器件。
2019-08-14 physics.optics quant-ph
Average fidelity between random quantum states
本文分析了混合量子态空间中各种概率测度：Hilbert-Schmidt测度、Bures（统计）测度、纯态空间上部分迹诱导的测度和自然测度下N维随机密度矩阵之间的平均保真度。在某些情况下，明确的概率分布的保真度。所获得的结果可用于衡量量子信息处理方案的质量。
2004-12-02 quant-ph
Efficient characterization of quantum nondemolition qubit readout
本文研究了量子比特测量性能的定量表征。特别地，量子非破坏（QND）读出的量子比特的反作用回避性质完全量化的量子迹距离。只有计算基态是必须考虑的。最重要的是，我们提出了一个实验上有效的方法来评估的QND保真度的基础上的经典的轨迹距离，它使用了一个实验方案，两个连续的测量。测量的三个关键量化指标，即，QND保真度，读出保真度，和投影，可以直接从相同的实验方案。此外，我们还提出了这三个因素之间的关系。超导量子比特色散读出的理论模拟结果表明了所提出的QND保真度的有效性。测量性能的有效量化对于测量仪器的诊断、性能改进和设计具有重要的现实意义。
2022-08-13 quant-ph
Operator fidelity susceptibility, decoherence and quantum criticality
将量子保真度的概念从态空间水平推广到算符水平，可以用来研究环境诱导的退相干。状态依赖算子保真度可接受性（OFS），略有不同的运营商参数的领先的顺序项，被证明有一个非平凡的行为时，环境是在临界点。两种不同的贡献OFS确定有不同的物理起源和时间依赖性。得到了横向场中由伊辛模型描述的熔池引起的有限温度退相干的精确结果。
2008-07-12 quant-ph
Optimal Trace Distance and Fidelity Estimations for Pure Quantum States
针对量子态可区分性测量问题，提出最优量子算法，通过Θ(1/ε)次态制备电路查询将纯态迹距离和保真度估计到加性误差ε内，较传统O(1/ε²)实现二次改进，核心为推广量子振幅估计的平方根振幅估计算法工具。
2024-08-29 cs.CC cs.DS cs.IT
Quantum Communication Through an Unmodulated Spin Chain
我们提出了一个方案，使用未调制和不可测量的自旋链作为短距离量子通信的信道。要传输的状态被放置在链的一个旋转上，稍后在远处的旋转上以一定的保真度接收。我们首先利用我们的方案得到了任意海森堡铁磁体中任意两个位置之间量子态转移的保真度和纠缠度的简单表达式。然后，我们将其应用到可实现的情况下，一个开放的链与最近邻相互作用。量子态转移的保真度可以用离散余弦逆变换和贝塞尔函数级数表示。我们发现，在一个合理的时间内，一个量子比特可以直接传输，在整个长度的链高达80个自旋比经典的保真度更好。此外，自旋链通道允许在任意大的距离上共享可分离的纠缠。
2003-06-13 quant-ph
Fidelity threshold for long-range entanglement in quantum networks
我们提出了一种在有噪声的量子网络中产生长程纠缠的策略。我们考虑一个立方晶格，它的键是两个量子比特的部分纠缠混合态，量子操作可以完美地应用在节点上。与为一维或二维规则晶格设计的协议相反，我们发现，如果键的保真度高于临界值，则可以在任意距离的量子比特之间创建纠缠，而与系统大小无关。因此，我们证明了本地资源的恒定开销，加上有限保真度的连接，足以在嘈杂的网络中实现长距离量子通信。
2010-01-18 quant-ph
Measurement Induced Nonlocality Quantified by Hellinger Distance and weak measurements
在这篇文章中，我们提出了测量诱导的非局域性（MIN）量化的海林格距离使用冯诺依曼投影测量。建议MIN是一个真正的措施，非局部相关性和抵抗当地的附属问题。得到了一般纯态和$2 \otimes n$混合态的Hellinger距离MIN的解析表达式。除了与类似的措施进行比较，我们探讨了弱测量捕获非局部相关的作用。
2020-12-21 quant-ph
Fidelity criterion for quantum-domain transmission and storage of coherent states beyond unit-gain constraint
通过考虑相干态振幅的衰减/放大，将连续变量量子系统中量子隐形传态/存储的实验成功判据推广到非单位增益条件下.新准则可用于非理想量子存储、长距离量子通信以及具有放大过程的量子器件。计算结果还表明，该框架能够检测量子域中的所有高斯信道。
2008-08-11 quant-ph
A simple trapped-ion architecture for high-fidelity Toffoli gates
我们讨论了一个简单的架构，量子Toffoli门实现使用三个被困离子。门，这在原则上可以实现一个单一的激光诱导操作，是有效的，而一般的条件下，是惊人的鲁棒性（在任何实验现实的范围内的值）对失相，加热和随机波动的哈密顿参数。我们提供了一个完整的表征酉和噪声影响的门使用三量子比特量子过程层析成像。
2010-12-08 quant-ph
Quantum state transfer of superposed multi-photon states via phonon-induced dynamic resonance in an optomechanical system
本文提出利用光机械非线性区域中的声子诱导动态共振，在两个光学腔之间确定性转移宏观叠加多光子态，并在现有技术参数下实现0.99的转移保真度。
2025-01-03 quant-ph
