Optimal purification of single qubits
我们引入了一种新的多量子比特态的分解形式$ρ^{\otimes N}$，并利用它来构造最佳的单量子比特纯化过程。同样的分解使我们能够研究最佳的量子克隆和混合态的状态估计。
1998-12-26 quant-ph
Time-optimal purification of a qubit in contact with a structured environment
我们研究了与结构化环境相互作用的量子比特的纯化的时间最优控制，该结构化环境由与热浴相互作用的强耦合两能级缺陷组成。几何分析的基础上，我们表明弱和强相互作用强度的最佳控制策略对应于量子比特与水库模式的共振。我们研究了量子比特与环境之间的相干性和相关性何时加速了控制过程。
2019-01-17 quant-ph
Optimal two-qubit quantum circuits using exchange interactions
海森堡交换相互作用是实现非局部（即，多量子位）量子门。我们考虑由交换作用实现的$(SWAP)^α$门和单量子比特门组成的量子线路。用三个$(SWAP)^α$门和六个单量子位门构造了一个通用的双量子位量子线路。我们进一步表明，三个$(SWAP)^α$门不仅是足够的，但必要的。由于已知需要六个单量子位门，因此我们的通用双量子位电路在{ \em both} $(SWAP)^α$和单量子位门的数量方面是最优的。
2005-07-15 quant-ph
Near-optimal dynamical decoupling of a qubit
我们提出了一个近似最优的量子动力学解耦方案，该方案使用O（n^2）个脉冲消除了量子比特到n阶的一般退相干，与所有以前的解耦方法相比，脉冲数呈指数下降。耦合到自旋浴的量子位的数值模拟证明了新的脉冲序列的优越性能。
2009-09-01 quant-ph
Optimal phase covariant cloning for qubits and qutrits
我们考虑赤道量子比特和量子比特的克隆变换，相位旋转的变换协变。最优克隆映射是在不简化第一原理假设的情况下，对于任意数量的输入和输出量子比特，以及对于单个输入量子数和任意数量的输出量子数导出的。我们还比较了克隆地图的全球和单粒子的相似性，我们表明，这两个标准导致不同的最佳地图。
2003-01-31 quant-ph
Optimal measurement preserving qubit channels
我们考虑的问题，区分量子比特状态发送的量子信道，并推导出一个必要和充分条件的最佳测量被保存的信道。我们将结果应用于给定量子位系综的最佳测量保持（OMP）通道的表征，例如，具有相等先验概率的两个状态的集合或多个量子比特状态的集合。相反，我们还描述了给定通道是OMP的量子比特系综，例如酉通道和去极化通道。最后，我们展示了如何为一个给定的合奏OMP通道集可以构建。
2020-07-06 quant-ph
Conditions for optimal construction of two-qubit non-local gates
量子门的优化实现是量子计算机设计的关键。得到了两量子比特幺正操作的最优构造的必要条件。可以证明，B门是唯一的门，可以构造一个两个量子比特通用电路只有两个应用，即这个条件也是充分的情况下，两个应用的基本两个量子比特门。研究还表明，一半的完美纠缠子不能模拟任意的两比特门，只有3个应用程序。
2004-11-09 quant-ph
Optimal estimation of two-qubit pure-state entanglement
我们提出了最佳的测量策略，用于估计未知的两个量子比特纯态的纠缠度和未知的单量子比特混合态的混合度，其中N个相同的副本是可用的。最一般的测量策略被认为是在这两种情况下，得出结论，在第一种情况下，一个本地的，虽然集体，测量足以估计纠缠，非本地属性，最佳。
1999-11-03 quant-ph
Optimal copying of entangled two-qubit states
我们研究了以最优方式复制给定纠缠度的纯两量子比特态的问题。构造了完全正协变量子操作，使输出态相对于两个可分离副本的保真度最大化。这些最佳复制过程暗示了量子理论基本定律与纠缠之间的复杂关系。
2004-11-15 quant-ph
Optimal quantum control of multi-mode couplings between trapped ion qubits for scalable entanglement
我们展示了高保真纠缠量子门内的五个被困离子量子比特链最佳成形耦合到多个集体运动模式的光场。我们利用分段的光脉冲分别寻址量子比特，以可编程的方式构造多体纠缠态。这种方法实现了高保真度和快速量子门，其可以缩放到更大的量子位寄存器以用于量子计算和模拟。
2014-01-08 quant-ph
Optimal Dynamical Decoherence Control of a Qubit
本文提出了一种最佳消相干的调制动态控制理论。它基于能量约束场的非马尔可夫欧拉-拉格朗日方程，对于任何给定的退相谱，该方程使量子比特的平均退相速率最小化。
2008-04-16 quant-ph
Optimal simulation of three-qubit gates
本文研究了利用双量子比特门对三量子比特幺正的最优模拟。首先，我们给出了模拟多量子比特门的两量子比特门成本的下界。其次，通过推广Toffoli门的代价，我们完全刻画了模拟三量子比特受控门的两量子比特门代价。受控受控门的功能简单地说就是一个三量子比特受控幺正门，可以直观地解释为：门将直接输出两个控制量子比特的状态，只有当两个控制量子比特的状态都是$\ket{1}$时，才将给定的一量子比特幺正$u$应用于目标量子比特。以前，仅知道五个两量子位门足以实现这样的门[Sleator和Weinfurter，Phys.Rev.Lett. 74，4087（1995）]。我们的结果表明，如果$u$的行列式为1，四个双量子位门是可实现的最佳。否则，五个是最佳的。第三，我们证明了五个双量子比特门对于实现Fredkin门（受控交换门）是必要的和足够的，这解决了在[Smolin和Dijuenzo，Phys. Rev. A，53，2855（1996）]中引入的公开问题。Fredkin门是最重要的量子逻辑门之一，因为它对于经典可逆计算是唯一通用的，因此对于量子计算来说几乎没有帮助。在我们的工作之前，已经知道Fredkin门的五个两量子比特门分解，并且发现了显示五个是最佳的数值证据。
2013-01-16 quant-ph
Optimal Quantum Circuits for General Two-Qubit Gates
为了在实验上演示非平凡的量子计算，例如任意纠缠态的合成，理解如何将所需的量子计算分解为最短的单量子比特和双量子比特门序列将是有用的。我们通过提供一种方法来为最多需要3个CNOT门和15个基本单量子位门的一般双量子位门构建最佳量子线路，从而为这一努力做出贡献。此外，如果所需的双量子位门对应于纯实数幺正变换，我们提供了一个最多需要2个hocT和12个单量子位门的构造。然后，我们证明了这些结构是最佳的CNOT，y-旋转，z-旋转，和相位门的家庭。
2004-03-25 quant-ph
Protection of Logical Qubits via Optimal State Transfers
动力学解耦可以使开放量子系统的动力学具有对称性。在这里，我们开发了一种有效的基于动态解耦的策略，通过优化转移这些量子位的状态来为一组量子位创建无退相干子空间（DFS）。我们设计以最佳和有效的方式将每个量子位的状态转移到所有其他量子位，以便为所有量子位产生有效的集体型噪声。这种集体伪噪声本质上是从任意独立的真实浴中导出的，并且仅需要最近邻状态转移来实现。此外，我们的方案只需要N个步骤来产生N个量子比特系统的有效集体型噪声。该方法为实现受保护逻辑量子比特编码的DFS提供了一种实验上可行且有效的方法。
2019-04-10 quant-ph
Optimal Controlled teleportation via several kinds of three-qubit states
研究了利用一般三粒子态成功控制隐形传送未知量子比特的概率。给出了通过三重GHZ态和三重W态成功控制传送未知量子比特的最大概率的解析表达式。
2008-02-18 quant-ph
Experimental time-optimal universal control of spin qubits in solids
系统的量子控制在现代科学技术中起着重要的作用。量子控制的最终目标是以时间最优的方式实现高保真度的普适控制。虽然高保真度的通用控制已经在各种量子系统中报道，时间最优通用控制的实验实现仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告的实验实现时间最优的通用控制的自旋量子位在钻石。本文推广了近年来求解量子最速线方程的一种方法[X. Wang等人，物理修订版信函114，170501（2015）]，我们获得了具有固定量子比特相互作用和约束控制场的多量子比特的精确最小时间协议。单量子位和双量子位时间最优门的实验实现，通过量子过程层析成像获得99%的准确度。我们的工作为实现精确的量子控制提供了一条时间最优的途径，并为一般量子系统的时间最优控制的新兴领域解锁了新的能力。
2016-10-25 quant-ph
Optimal Single Qubit Tomography: Realization of Locally Optimal Measurements on a Quantum Computer
本文从量子计量学角度研究单量子比特状态的最优表征问题，提出在良好先验知识下的局部最优测量方法，并在超导量子计算机上实验验证其可达到 Nagaoka--Hayashi 理论极限，同时通过模拟证明该方法对不同先验知识量下的任意量子比特状态具有鲁棒性。
2023-10-16 quant-ph
Time-optimal Qubit Reset via Environmental Spectral Structure
Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
本文提出了一种基于环境频谱结构的量子比特最优重置方法，通过设计切换-恢复-切换序列，将量子比特从低退相干状态转换到高退相干恢复状态，从而在超导量子比特中将重置时间从100纳秒减少到20纳秒，达到高保真度的重置精度。
2026-04-23 quant-ph
Universal optimal cloning of qubits and quantum registers
我们回顾了我们最近的工作的通用（即输入状态无关）的量子比特的最佳量子复制（克隆）。我们提出了描述量子比特的最佳克隆的幺正变换，并提出了相应的量子逻辑网络。我们还提出了一个最佳量子复制“机器”（变换）的网络，它从原始量子比特产生N+1个相同的副本。这里，复制品的质量（保真度）也不取决于原件的状态，而只是复制品数量N的函数。此外，我们还提出了在任意维希尔伯特空间中普适地、最优地克隆量子对象态的机器。特别是，我们讨论了量子寄存器的通用克隆。
1998-01-07 quant-ph
Optimal two-qubit gate for generation of random bipartite entanglement
我们数值研究协议组成的重复应用程序的两个量子比特门用于产生随机纯态。为了产生显示二分纠缠典型的随机状态所需的步骤的必要数量得到。对于一般的两量子比特纠缠门，发现纯度的衰减速率与$\sim n$成比例，因此需要$\sim n^2$阶的步骤来达到随机的二体纠缠。我们还用数值方法确定了收敛最快的最佳双量子比特门。也许令人惊讶的是，除了在每一步中随机的单量子比特旋转之外，应用相同的好的双量子比特门导致比在每一步中应用随机的双量子比特变换更快地生成纠缠。
2007-07-18 quant-ph
Optimal quantum repeaters for qubits and qudits
提出了一类量子比特的最佳量子中继器。该方案是最小的，即涉及单个额外的探测量子比特，并且是最优的，即提供最大的信息加上最小量的噪声。信息增益和状态扰动的量化，为我们的计划，饱和的最终约束由量子力学随机分布的信号。特殊类的信号也进行了研究，以提高信息干扰的权衡。扩展到高维信号（qudits）是简单的。
2005-03-07 quant-ph
Optimal fast single pulse readout of qubits
在一维薛定谔方程的框架下，对磁通偏置相位量子比特的单脉冲读出过程进行了计算机模拟。结果表明，通过选择最佳的脉冲宽度和势阱深度，可以使读出误差最小化，从而使2ns和12ns正弦脉冲的保真度分别达到0.94和0.965。
2009-08-19 quant-ph
Optimal cloning of qubits given by arbitrary axisymmetric distribution on Bloch sphere
我们找到了一个最佳的量子克隆机，它克隆的量子比特的任意对称分布的布洛赫矢量具有最高的保真度。该过程被称为相位无关克隆，与标准相位协变克隆相反，对于标准相位协变克隆，输入量子比特状态是先验更好地已知的。我们假设输入态的信息被编码在克隆量子比特的布洛赫球上的任意轴对称分布（相位函数）中。我们找到了描述最佳克隆转化和克隆保真度的解析表达式。作为一个例子，我们分析克隆的量子比特状态所描述的von Mises-Fisher和Brosseau分布。此外，我们表明，最佳的相位无关克隆机可以通过修改镜像相位协变克隆机，其中量子线路是已知的。
2010-10-29 quant-ph
Optimal approximate reversal of quantum operations on a single qubit
我们展示了如何从重新制定的量子隐形传态的问题转化为逆转量子操作之一，并设计最佳的完全正映射的隐形传态，可以使一个探索最佳的近似逆转的量子操作在一个单一的量子比特。特别是，我们表明，最佳的近似反转的广义去极化信道可以实现仅使用酉变换。我们还表明，对于一个量子信道，它揭示了一些信息的输入状态，极值完全正映射，而不是酉变换产生最佳的近似反转。
2002-10-10 quant-ph
Optimal witnesses for three-qubit entanglement from Greenberger-Horne-Zeilinger symmetry
最近，三量子比特量子态的一种新的对称性被引入，即所谓的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）对称性。它包括保持三量子比特标准GHZ状态不变的操作。这种对称性是强大的，因为它产生了混合态的家族，一方面，从物理学的角度来看，这些家族足够复杂，另一方面，数学上足够简单，因此它们的性质可以通过分析来表征。我们表明，通过使用GHZ对称态的属性，它是直接的，以获得三量子比特纠缠的最佳证人。
2012-04-24 quant-ph
Optimality of feedback control strategies for qubit purification
最近两篇论文[K. Jacobs，Phys. Rev. A { \bf 67}，030301（R）（2003）; H. M. Wiseman和J.F. Ralph，New J. Physics { \bf 8}，90（2006）]已经导出了用于快速纯化量子位的控制策略，其针对各种目标进行了优化。在前一篇论文中，最优性的证明在数学上并不严格，而后者只给出了最优性的启发式参数。在本文中，我们提供了严格的最优性证明在所有情况下，应用简单的概念，从最优控制理论，包括贝尔曼方程和验证定理。
2007-07-25 quant-ph
Optimal storage time for $N$ qubits coupled to a one-dimensional waveguide
已知对称性保护的亚辐射可以保证自由空间中的高量子比特存储时间。我们表明，在一维波导中，这也是正确的，但更长的量子位存储时间可以通过考虑量子位-量子位耦合矩阵的本征谱来确定。在这个过程中，我们介绍了关于$N$量子比特耦合到一维波导的三个定理：i）耦合矩阵，这是否则在一个连续的量子比特分离值的非奇异，包含点奇异性; ii）集体衰减率具有对称性质，和iii）耦合到一维波导的量子比特的线性链表现出受保护的亚辐射。我们的研究结果将有利于为未来的量子技术设计存储器应用程序。
2020-06-24 quant-ph
Optimal discrimination of single-qubit mixed states
研究了单比特混合态的最小误差量子态鉴别问题。我们提出了一种方法，它使用的Helstrom条件建设性和分析，这种代数方法是现有的几何方法的补充，并解决了任意数量的任意信号状态与任意先验概率的问题。
2017-09-22 quant-ph
Optimal multiqubit operations for Josephson charge qubits
我们介绍了一种方法，找到所需的控制参数的量子计算机，产生所需的量子算法，而无需调用基本门。我们专注于约瑟夫森电荷量子比特模型，但该方案很容易扩展到其他物理实现。我们的策略是在数字上找到任何所需的双或三量子位门。其动机是需要显着加速量子算法，以对抗退相干。
2003-02-07 quant-ph
Optimal Lewenstein-Sanpera decomposition of two-qubit states using Semidefinite Programming
我们使用半定规划和对偶的语言来推导2-qubit态的最优Lewenstein-Sanpera分解（LSD）的充分必要条件。我们首先提供了一个简单而自然的推导Wellens-Kus方程的满秩状态。然后，我们得到了一组秩为3的状态的最优分解的充分必要条件。这缩小了满秩情况（其中最优性条件由Wellens-Kus方程给出）与秩-2情况（其中最优分解是解析已知的）之间的差距。我们还给出了一类特殊的秩3态的最优LSD的解析表达式。最后，我们的公式确保了有效的数值程序，以返回任何任意2量子比特状态的最佳LSD。
2009-09-25 quant-ph
An optimal single-electron charge qubit for solid-state double quantum dots
利用GPU加速求解含时薛定谔方程，研究了固态双量子点（DQD）系统的最佳单电子电荷量子比特，并分析了其在含时线性失谐下的动力学行为.最佳量子比特的基态被定义为零偏压下DQD的最低能量成键态和反键态的对称和反对称线性组合。与由非耦合DQD的两个局部基态定义的电荷量子比特相反，这种基础的选择导致所得动力学与理想化的两态模型具有最大重叠。我们的最佳量子位基态不局限于单个量子点，因此，初始化量子位需要特定的门脉冲序列，以将系统从DQD的初始基准状态带到逻辑$0$或$1$。我们确定这个序列使用的脉冲，将预期的实验有限的上升时间。我们还展示了如何使用自旋回波型脉冲在布洛赫球上执行任意单量子比特操作，使我们能够用最多两个单脉冲获得任何量子比特状态。通过确定在其中一个点中找到电子的概率来实现最佳量子比特的测量。
2016-03-16 quant-ph
Optimal signal processing for continuous qubit readout
量子二能级系统或现代术语中的量子位的测量通常涉及与量子位相互作用的电磁场，然后连续测量场并从噪声场测量中推断量子位状态。在测量期间，量子位可能经历自发跃迁，进一步使观察者看不到初始量子位状态。利用随机检测理论中的一些众所周知的技术，在这里，我们提出了一种新的信号处理协议，可以在存在噪声和量子比特动态的情况下从测量中最优地推断出初始量子比特状态。假设连续的量子非爆破测量与高斯或泊松噪声和一个经典的马尔可夫模型的量子位，我们推导出解析解的协议在一些特殊情况下的利益使用伊藤演算。我们的方法适用于多假设检验的强大的量子比特读出和相关的实验量子比特在超导微波电路，囚禁离子，氮空位中心的金刚石，半导体量子点，或硅中的磷施主。
2014-08-06 quant-ph
Construction of multi-qubit optimal genuine entanglement witnesses
我们解释多方真正的纠缠证人同时积极的各种地图所产生的。我们将这一结果应用到多量子比特{ \sf X}形厄米矩阵，并根据条目描述了它们成为真正纠缠见证的条件。此外，我们找到了其中所有的最佳。它们原来具有跨越性质，因此它们检测到多量子比特真正纠缠的非零体积集。我们还描述了{ \sf X}形纠缠证人的可分解性。
2016-03-20 quant-ph
Time-optimal multi-qubit gates: Complexity, efficient heuristic and gate-time bounds
本研究证明时间最优多量子比特门合成是NP难的，给出特殊时间最优门的显式构造，提出多项式时间启发式合成算法，推导GZZ门时间上下界并推测其为O(n)标度，可实现更快更鲁棒的量子算法执行。
2024-03-05 quant-ph
Time-optimal synthesis of unitary transformations in coupled fast and slow qubit system
本文研究了两个耦合量子比特系统的时间最优控制问题，其中在每个量子比特上执行幺正变换所涉及的时间尺度是显著不同的。特别是，我们解决的情况下，由耦合的演变产生的幺正变换需要更长的时间相比，所需的时间来产生幺正变换的第一个量子位，但更短的时间相比，产生幺正变换的第二个量子位的时间。我们给出了SU（4）在子群SU（2）xSU（2）xU（1）中的正则分解，这对于理解具有显著不同时标的耦合量子比特系统的时间最优控制问题是很自然的。一个典型的设置涉及在高场脉冲电子顺磁共振实验中耦合的电子-核自旋系统的动力学。使用建议的正则分解，我们给出了时间最优控制算法来合成相干光谱和量子信息处理中感兴趣的各种幺正变换。
2007-09-27 quant-ph
Optimal measurements to access classical correlations of two-qubit states
我们分析了在任意两个量子比特状态下访问经典相关的最佳测量。通过局域幺正操作，两个量子比特的态可以被转换成正则形式。对于标准型，我们研究了最优测量的概率分布。发现最优测量的概率分布集中在一个特定的冯诺依曼测量附近，我们称之为最大相关方向测量（MCDM）。我们证明了，对于零不和谐和最大混合边缘的状态，MCDM是非常最优的测量。此外，我们给出了基于MCDM的量子不和谐的上界，并研究了它对量子不和谐的逼近性能。
2011-01-06 quant-ph
Qubit State Discrimination using Post-measurement Information
我们考虑了具有测量后信息的非正交量子比特态的最优鉴别，并给出了最优测量的解析结构。我们还表明，总有一个空的最佳测量时，测量后的信息。此外，在判别四个状态使用后测量信息，我们解析地提供了正确猜测的最佳概率，并表明最佳测量的唯一性等价于非空的最佳测量后测量信息的不存在。
2022-01-22 quant-ph
Time-optimal CNOT between indirectly coupled qubits in a linear Ising chain
我们给出了三个量子比特的线性自旋链中间接耦合量子比特1和3之间的纠缠门的时间最优合成的解析解，其中三个量子比特受到具有相等耦合$J$的伊辛哈密顿相互作用加上作用于中间量子比特的局部磁场。可用的能量是固定的，但我们放松了作用于单个量子比特的瞬时酉操作的标准假设。执行与间接耦合的量子位1和3之间的$\mathrm{CNOT}(1, 3)$等效的模局部么正操作的纠缠门所需的时间是$T=\sqrt{3/2} J^{-1}$，即，比基于类似的哈密顿量和具有零时间成本的局部么正的假设的先前估计快。此外，在量子位3的Hlibert空间中执行简单的Walsh-Hadamard旋转表明，$\mathrm{CNOT}^{\pm}(1, 3)$的时间最优合成（当控制量子位1处于状态$\ket{0}$时，其充当身份，而如果控制量子位处于状态$\ket{1}$，则目标量子位3被翻转为$\ket{\pm}\rightarrow \ket{\mp}$）也需要相同的时间$T$。
2010-12-01 quant-ph
Complete Optimal Convex Approximations of Qubit States under $B_2$ Distance
我们考虑了任意量子比特态关于由两个泡利矩阵的本征态组成的可用态的最佳逼近，任意目标态的$B_2$ -距离。得到了$B_2$ -距离的解析公式和相应的完全最优分解。的折衷关系的总和和平方和的$B_2$距离已解析和数值研究。
2018-06-13 quant-ph
Optimal Pure-State Qubit Tomography via Sequential Weak Measurements
自旋相干态正算符值测度（POVM）是量子科学中的一个基本测量，其应用包括层析成像、计量学、隐形传态、基准测试和Husimi相空间概率的测量。我们证明了这种POVM是通过集体测量弱各向同性量子比特系综的自旋投影来实现的。我们将其应用于纯量子位的最佳断层扫描的背景下。我们数值表明，通过一系列弱测量的随机方向的集体自旋分量，离散采样或在一个连续的测量与随机控制，可以接近最佳的界限。
2018-09-21 quant-ph
Optimal control and selectivity of qubits in contact with a structured environment
我们提出了一个量子比特与结构化环境相互作用的最优控制的理论研究。我们考虑一个模型系统，其中浴是一个玻色子水库在零温度和量子比特频率是唯一的控制参数。使用最优控制技术，我们展示了量子比特种群和弛豫效应可以被操纵的程度。通过数值计算得到了具有固定最大强度的形状控制的可达量子比特态。我们分析了标准控制机制的作用和可达状态集的结构相对于系统与环境之间的耦合强度。这项调查是用来作为一个出发点，探讨两个非耦合量子比特与自己的浴相互作用的选择性问题，其特征在于一个特定的耦合强度。我们数值推导出的最优控制解的参数范围很广，我们表明，控制律是接近一个正弦函数与特定的频率在某些特殊情况下。
2022-10-03 quant-ph
On the practicality of time-optimal two-qubit Hamiltonian simulation
使用一组控制哈密顿量来获得所需的相互作用的时间最优方法是什么？Vidal，Hammerer and Cirac [Phys. Rev. Lett. 88（2002）237902]已经获得了一组强有力的结果，其特征在于使用固定的相互作用哈密顿量和对各个量子比特的快速局部控制来对两量子比特量子门进行时间最优模拟。这些结果有多大的实用价值？我们证明，有两个量子比特的哈密顿量，使时间最优模拟需要无限多的进化步骤，每个无穷小，因此是物理上不切实际的。一个程序，以确定哪些两个量子比特的哈密顿具有这种性质，我们表明，几乎所有的哈密顿。最后，我们确定了一些界限上的惩罚，必须支付的模拟时间，如果步骤的数量是固定在一个有限的数字，并表明，在模拟时间的成本是不是太大。
2003-03-11 quant-ph
On the optimal measurement for quantum discord of two-qubit states
我们提出了一种有效的方法来精确地解决两量子比特X态的量子不和谐。用几何图形来说明一般POVM测量是否优于von Neumann测量以及何时优于von Neumann测量。我们发现，无论是冯诺依曼测量或三元素POVM测量是最佳的，更有趣的是，在后一种情况下的组件的postmeasurement合奏是不变的一类状态。
2011-10-31 quant-ph
Optimal Verification of Two-Qubit Pure States
在最近的工作[物理学。120，170502（2018）]，Pallister等人提出了一种在可访问测量是局部投影和非自适应的约束下验证非最大纠缠双量子比特纯态的最佳策略。他们的良好结果自然引出了一个问题：在一般LOCC测量中，什么是最佳策略？在这封信中，我们完全回答了这个问题的两个量子比特纯态。具体而言，我们给出了以下可用测量类别的最优策略：（i）本地操作和单向经典通信（one-way LOCC）测量;（ii）本地操作和双向经典通信（two-way LOCC）测量;和（iii）可分离测量。令人惊讶的是，我们的研究结果表明，对于两个量子比特的纯态验证问题，双向LOCC测量显着优于单向LOCC测量，并具有相同的功率作为可分离的测量。
2019-01-28 quant-ph
Magnetic field effects on the optimal fidelity of standard teleportation via the two qubits Heisenberg XX chain in thermal equilibrium
研究了外磁场作用下含磁性杂质的两量子比特海森堡XX链，计算了通过热平衡态实现标准量子隐形传态的最佳保真度.研究发现，磁性杂质和外加磁场的共同作用可以无限制地提高纠缠和量子隐形传态的临界温度。揭示了两种临界温度之间的关系。
2003-12-15 quant-ph
Optimal local preparation of an arbitrary mixed state of two qubits. Closed expression for the single copy case
本文考虑了从纠缠纯态$ψ$出发，仅利用局域操作和经典通信辅助，制备任意两比特混合态$ρ$的{ \em single}拷贝的问题.我们给出了所需最小纯态纠缠量的解析表达式，并描述了相应的局域策略。我们还研究了最佳概率概括的前一个过程。
2000-03-01 quant-ph
Optimal manipulations with qubits: Universal quantum entanglers
我们分析了纠缠两个最初未纠缠的量子比特的各种情况。特别地，我们提出了一个最优的通用纠缠器，它使处于未知态$|Ψ>$的量子比特与处于参考（已知）态$|0>$的量子比特纠缠。也就是说，我们的纠缠器产生的输出态尽可能接近纯（对称化）态$(|Ψ>|0> +|0>|Ψ>)$。这种纠缠机最吸引人的特点是其性能的保真度（即输出与理想纠缠对称态之间的距离）不依赖于输入，并且取恒定值$F= (9+3\sqrt{2})/14\simeq 0.946$。我们还分析了如何最佳地从一个量子比特初始准备在一个未知的状态$|Ψ\r$的两个量子比特纠缠系统，这是尽可能接近贝尔态$(|Ψ\r|Ψ^\perp\r+|Ψ^\perp\r|Ψ\r)$，其中$łΨ|Ψ^\perp\r =0$。
2000-06-09 quant-ph
Optimal Universal Disentangling Machine for Two Qubit Quantum States
在仅使用局部操作的通用解缠机的情况下，我们导出了缩减因子所满足的最优曲线。不可能构造一个更好的解缠机，通过使用非局部操作，进行了讨论。
1999-10-14 quant-ph
Accuracy of minimal and optimal qubit tomography for finite-length experiments
实际的量子态层析成像通常通过对给定状态的许多副本进行重复测量来执行。重建的准确性很大程度上取决于系统的维数和用于测量的副本的数量。我们调查的准确性的一个最小的和最佳的断层扫描计划的一个和两个量子比特状态编码的光子的偏振的实验实施。一个合适的统计模型，可达到的精度。
2008-07-07 quant-ph
Optimal scheme for estimating a pure qubit state via local measurements
我们提出的最佳方案估计一个纯量子比特状态的本地测量N个相同的副本。我们给出了低N的显式例子。对于大的N，我们表明，保真度饱和的集体测量的顺序1/N。当信号状态位于布洛赫球的子午线上时，我们证明了这可以在没有经典通信的情况下实现。
2002-11-05 quant-ph
Optimal design of a superconducting transmon qubit with tapered wiring
分析公式简化，但有用的量子位几何形状，预测表面介电损耗时，其厚度远小于金属厚度，实际设备所需的限制情况。因此，这些公式可以用来精确地预测损耗和优化量子位布局。令人惊讶的是，表面损耗的很大一部分来自连接约瑟夫森结和量子位电容器的小导线。将该导线变细可以显著降低其损耗。还预测的尺寸和密度的两个能级状态（TLS）光谱从个人表面耗散网站。
2021-04-04 quant-ph
A Depth-Optimal Canonical Form for Single-qubit Quantum Circuits
给定一个任意的单量子比特操作，一个重要的任务是有效地将这个操作分解成一个（精确的或近似的）容错量子操作序列。我们导出了单量子位量子线路的深度最优标准型，以及将任意单量子位电路精确约化到该标准型的相应规则。我们专注于单量子比特的通用H，T基础，由于其在容错量子计算的作用，并显示我们的形式主义可能会扩展到其他通用基地。然后，我们将我们的正则表示扩展到Solovay-Kitaev分解算法族，以便在多对数时间内找到单量子比特电路的ε-近似。对于给定的单量子位操作，我们发现比以前的最先进的实现明显更低深度的ε近似电路。此外，我们的算法的实现需要显着更少的资源，在计算内存方面，比以前的方法。
2012-06-14 quant-ph
Optimal Clock Speed of Single-Qubit Operations on Open Quantum Systems
量子算法的有效实现需要具有高保真度的单或多量子比特门。在这份报告中，我们报告说，在开放量子系统上的单量子比特门操作的保真度有一个最大值对应的驱动振幅的最佳值的存在下，驱动诱导的退相干。为了证明这一点，我们使用了之前报道的波动调节量子主方程[Phys. Rev. A 97，063837（2018）]。保真度被发现是一个函数的驱动引起的耗散项以及所产生的量子位环境耦合的弛豫项，因此，它的行为与驱动振幅的非单调。最佳驱动振幅的存在意味着开放量子系统上的单量子比特操作将具有最佳时钟速度。
2019-11-18 quant-ph
Quantum Optimal Control Theory for the Shaping of Flying Qubits
本文将量子最优控制理论引入飞行量子比特整形，通过设计目标泛函和梯度下降优化，在非理想发射器与耦合器条件下抑制能级和光子泄漏，并证明结合受限可调耦合器可显著提升整形性能。
2024-11-05 quant-ph
