Quantum Key Distribution with no Shared Reference Frame
任何量子通信任务都需要一个共同的参考系（即相位、坐标系）。特别是，量子密钥分发需要不同的基础来准备和测量状态，这些状态显然是基于公共参考系的存在。在这里，我们展示了如何在没有任何公共参考系的情况下实现QKD。我们研究的坐标参考系，双方甚至不共享一个单一的方向，但该方法可以推广到其他一般的参考系，属于其他组的转换。
2019-06-05 quant-ph
Quantum parameter estimation with imperfect reference frames
量子精密测量研究量子策略，使我们能够超越他们的经典同行。在这个框架中，通常假设存在完美的经典参考系。然而，这种理想的参考系可能并不总是可用的。量测策略中所需的参考系可在估计过程期间降级或变得未对准。我们研究了参考系的非线性如何导致噪声，噪声通常会影响物理参数测量的最终精度极限。此外，由于量子参数估计可以被表述为双方之间的量子通信协议，我们的结果提供了更深入的了解量子通信协议与错位参考系。我们的框架允许研究一般的噪音对这些计划的效率。
2014-04-25 quant-ph
Quantum teleportation with infinite reference frame uncertainty and without prior alignment
本文提出了两种新的量子隐形传态方案，它们的局部参考系在紧李群G的作用下发生了偏移。这些方案不需要参考系的预先对准，并且在执行期间不受参考系对准的任意变化的影响，使它们适合于快速参考系漂移的情况。与标准隐形传态相比，我们的紧密方案产生了更高的纯度，在某些情况下，这包括任意SU（2）参考系不确定性下的量子比特隐形传态，同时在任何时候都不传递任何关于任何一方参考系对准的信息。我们的完美方案实现了完美的隐形传态，但确实传递了一些参考系信息。这些方案的数学基础是通过G的有限子群的共轭作用置换到相位的酉误差基。
2019-10-26 quant-ph
Degradation of a quantum reference frame
我们调查的退化的参考系，作为动力学量子系统，并量化其寿命作为一种资源，用于执行任务的量子信息处理。我们采用了一个操作措施的参考系的寿命，也就是说，有一定的误差容限，可以对它进行测量的数量。我们研究了两种不同类型的参考系：一个参考方向，实现了一个自旋-j系统，和一个相位参考，实现了一个振荡器模式与有界能量。对于这两种情况下，我们表明，我们的测量寿命增加平方的参考系的大小，因此是非加性的。例如，由N个平行自旋组成的定向参考系的测量次数可以被用作N^2。我们的研究结果量化了微观或介观参考系可用于重复，高精度测量的程度，而无需重置-这对量子计算的某些实现是重要的问题。我们说明我们的结果使用建议的单自旋磁共振力显微镜测量方案。
2006-04-20 quant-ph
Classical and quantum communication without a shared reference frame
我们表明，没有一个共享的参考系的通信是可能的使用纠缠态。经典和量子信息都可以在没有共享参考系的情况下以渐进地接近每个传输量子比特一个经典比特或一个编码量子比特的速率以完美的保真度进行通信。我们提出了一种利用纠缠光子对和线性光学贝尔态测量来实现经典比特通信的光学方案，而不需要共享参考系。
2003-07-08 quant-ph
Quantifying the resource of sharing a reference frame
我们定义了一个新的量refbit，它允许人们量化量子通信协议中共享一个参考系的资源。通过考虑渐近和非渐近协议，我们发现refbit和其他通信资源之间的关系。我们还考虑以编码的、独立于参考帧的形式的相同资源。这使得一个重新措辞和统一以前的工作阶段参考，参考系，和superselection规则。
2005-01-25 quant-ph
Quantum reference frames for general symmetry groups
一个完全关系的量子理论必然需要考虑量子参考系的变化，其中量子参考系是相对于其他系统来描述的量子系统。通过引入一个关系的形式主义，确定坐标系的对称群$G$的元素，我们定义了一个通用的操作员之间的量子参考系与一个组$G$可逆地改变。这推广了已知算子的平移和提升到任意有限和局部紧群，包括非阿贝尔群。我们展示了在何种条件下，可以唯一地分配坐标选择的物理系统（形成参考系），以及如何可逆地转换它们之间，提供坐标系之间的转换是“在叠加”的其他坐标系。从关系物理和参考系相干变化的原理出发，得到了量子参考系的变化。我们证明了一个定理，即量子参考系的变换与这些原理一致时是么正的当且仅当参考系带有$G$的左、右正则表示。在对称群$G$是半直积$G = N \rtimes P$或直积$G = N \times P$的情况下，我们还定义了经典和量子系统参考系的不可逆变化，提供了多个量子参考系可逆和不可逆变化的例子.最后，我们应用的关系形式主义和变化的参考框架，在这项工作中开发的维格纳的朋友的情况下，发现类似的结论，在关系量子力学使用明确的变化参考系，而不是间接推理使用测量算子。
2020-11-23 quant-ph
Transformation of a wavefunction under changes of reference frame
本文给出了一种推导参考系变换下波函数变换的简便方法，并讨论了它与Hamilton主函数变换的关系。
2016-06-29 quant-ph
Reference frame agreement in quantum networks
为了在量子网络中有效地传递信息，所有网络节点应该共享一个公共的参考系。在这里，我们建议研究量子网络中的m个节点如何从头开始建立一个共同的参考系，即使其中t个节点可能是任意错误的。我们提出了一个协议，允许所有正确运行的节点同意一个共同的参考系，只要不超过t < m/3节点有故障。我们的协议还具有吸引人的属性，它允许任何现有的两方协议的参考系协议被提升到一个协议的量子网络。
2013-06-22 quant-ph
Networks of quantum reference frames and the nature of conserved quantities
University of Bristol（布里斯托大学）；Universidade Federal de Pernambuco（伯南布哥联邦大学）
研究量子参考框架网络中守恒量交换的非直观性质，探讨其对守恒量本质的影响，并提出分析量子参考框架的新方法。
2026-03-26 quant-ph
Symmetry, Reference Frames, and Relational Quantities in Quantum Mechanics
我们提出，量子理论中的可观测量应被恰当地理解为将一个系统与另一个系统联系起来的不变量的代表，后者被称为参考系。我们提供了一个严格的数学语言来介绍和研究量子参考系，表明正统的“绝对”量是很好的代表观察到的相对量，如果参考状态是适当的本地化。我们使用这种关系的形式主义批评的文献之间的关系参考系和超选择规则，解决了长期的争论。
2017-03-30 quant-ph
3D transformation for point rotating reference frames and localized neutrinos in a rotating electromagnetic field
利用点旋转参考系的变换，可将旋转电磁场中的狄拉克方程问题化为定常问题。本文导出了非伽利略变换的一般形式。对于非伽利略变换，旋转坐标系和静止坐标系下的时间是不同的。这种变换包含一个常数，具有时间的维度。该常数被假定为基本常数。该变换形式的必要条件存在的周期，有界和平方可积的解决方案，在旋转和静止的框架。存在各种这样的解决方案。在解决方案中确定无质量状态。它们描述了自旋不变的定域中微子。静止坐标系中的状态不是静止的，但它们很有可能是稳定的。
2014-07-22 quant-ph
Consistency of shared reference frames should be reexamined
在最近的一封信[G。Chiribella等人，物理修订信函98，120501（2007）]，提出了四种协议来秘密地发送参考系。指出在这些协议中，窃听者可以在不被发现的情况下改变传输的参考帧，这意味着共享参考系的一致性需要重新检查。讨论了检验上述一致性的方法。结果表明，这个问题是很大的不同，在以前的协议的量子密码。
2008-01-15 quant-ph
Quantum reference frames associated with non-compact groups: the case of translations and boosts, and the role of mass
没有共享参考系的量子通信或关系量子理论的构建需要量子参考系的概念。我们分析了与非紧群相关的量子参考系的各个方面，特别是空间平移和伽利略助推的群。我们首先演示如何通常采用的组平均，用于免除的概念的外部参考系，导致非物理状态时，适用于与非紧凑组相关的参考系。然而，我们表明，这种平均值确实会自然地导致系统的相对自由度的降低状态，这是以前由Angelo等人考虑的。然后，我们详细研究了这种约化态的高斯态的两个和三个粒子的系统的信息特性。
2016-02-24 quant-ph
Communicating without shared reference frames
我们推广了Bartlett等人提出的量子通信协议。J.Phys.11，063013（2009）]，其中通信双方不共享经典参考系，到它们的参考系的变化形成一维非紧李群的情况。Alice向Bob发送状态$ρ_R \otimes ρ_S$，其中$ρ_S$是Alice希望通信的系统的状态，而$ρ_R$是用作她的参考系的令牌的辅助系统的状态。因为Bob不知道他的参考系和Alice的参考系之间的关系，所以他将把状态$ρ_R \otimes ρ_S$描述为所有可能的参考系的平均值。Bob测量参考令牌，并根据测量结果对Alice希望通信的系统进行校正。恢复的状态$ρ_S'$相对于$ρ_S$去相干，去相干的量取决于参考令牌$ρ_R$的属性。我们提出了一个例子，这个协议时，爱丽丝和鲍勃不共享一个参考系与一维的翻译组，并使用$ρ_S$和$ρ_S'$之间的保真度来量化的恢复操作的成功。
2018-12-19 quant-ph
Covariance and Frames of Reference
从状态空间到参考系及其变换的焦点过渡被认为是确保物理定律协变性的适当设置。这种方法不仅可以简化和澄清广义相对论的各个方面，而且还可能有助于大统一理论的发展。
2005-11-11 quant-ph
Blurred quantum Darwinism across quantum reference frames
量子达尔文主义通过量子系统与其环境的相关性来描述量子系统的客观性-假设的观察者可以通过测量环境来恢复信息。然而，观察是相对于参考系进行的。在这里，我们采用[Giacomini，Castro-Ruiz，& Brukner]的形式主义。Nat Commun 10，494（2019）]，并考虑改变量子参考系时对客观性的影响。我们发现，客观性取决于非退化的相对分离，有条件的状态本地化，和环境宏观分数。在不同的参考系中，由于纠缠和相干、统计混合和经典关联的可互换性，存在着不同的客观信息。因此，客观性在量子参考系上是主观的。
2021-01-01 quant-ph
Efficient use of quantum resources for the transmission of a reference frame
我们提出了一个协变协议，用于传输参考帧编码的$N$自旋，实现灵敏度$N^{-2}$不需要一个预先建立的参考系，不使用发送器和接收器之间的纠缠。该协议利用了等价表示的使用，这在以前的文献中被忽略了。
2004-08-24 quant-ph
Optimal state for keeping reference frames aligned and the Platonic solids
利用量子Cramer-Rao界，找到了最优N量子比特态，该态对微小的坐标系参考系失调具有最高的灵敏度.结果表明，最佳状态的对称子空间上的支持，因此在数学上等价于一个单一的自旋J=N/2。自旋态的马约拉纳表示被用来揭示一个美丽的连接之间的状态最佳对齐参考系和柏拉图固体。
2008-12-01 quant-ph
Quantum communication, reference frames and gauge theory
我们考虑量子通信的情况下，通信双方不仅不共享一个参考系，但使用不完美的量子通信信道，在每个通道应用一些固定的，但未知的幺正旋转到每个量子比特。我们讨论了量子通信模型中的参考系和规范理论中的规范场之间的相似性和差异。我们概括了refbit的概念，并分析了通信模型中的各种量子通信协议。
2006-04-26 quant-ph
Communication between inertial observers with partially correlated reference frames
在量子通信协议中，通常假定在空间分离的两方之间存在共享的参考系。然而，在许多实际情况下，我们面临着未对准的参考系的问题。在本文中，我们研究了两个惯性观察员之间的通信，他们有部分知识的洛伦兹变换，涉及他们的参考系。由于每一个洛伦兹变换都可以分解为一个纯提升，然后是一个旋转，我们首先分析当双方对与他们的框架相关的变换有部分知识时，当变换是旋转或纯提升时，对通信的影响。然后，这使我们能够调查的通信效率是如何受到影响，由于部分相关的惯性参考系相关的任意洛伦兹变换。此外，我们展示了如何从我们的结果在适当的限制以前的研究中，参考系是完全不相关的结果。
2016-11-30 quant-ph
Dynamics of a quantum reference frame undergoing selective measurements and coherent interactions
本文研究了量子方向参考系在重复相互作用下的动力学行为。我们首先描述测量结果的精确序列如何影响参考系，查看测量记录被平均的情况和保留测量记录的情况。我们发现，特别是，有有趣的动态在后一种情况下，不能通过考虑平均的情况下透露。然后，我们详细考虑如何旋转不变的酉相互作用的序列影响的参考系，这种情况下，导致完全不同的动态比重复测量的情况。然后，我们考虑的策略，用于纠正参考系漂移，如果我们给出了一组粒子的偏振方向相反的漂移。特别是，我们发现，通过实施一个适当选择的幺正相互作用后，每两个测量，我们可以消除旋转漂移的参考系。
2010-05-05 quant-ph
Universal Transformation of Displacement Operators and its Application to Homodyne Tomography In Differing Relativistic Reference Frames
本文研究量子系统在相对论参考系变化下如何出现位移。本文介绍了一种通用的方法，其中一个参考系中的位移算子可以变换到另一个参考系中。研究发现，当在非惯性参考系之间运动时，系统的相位信息、模态结构和振幅都可能发生畸变。我们分析这些影响如何影响传统的零差检测技术。然后，我们开发了一个原则上零差检测方案，这是强大的这些影响，称为理想的零差检测方案。然后，我们数值比较传统的零差检测与这种方法的原则和说明制度时，传统的零差检测方案无法提取完整的量子信息。
2019-01-30 quant-ph
Experimental comparison of various quantum key distribution protocols under reference frame rotation and fuctuation
在移动方之间的自由空间量子密钥分发（QKD）中，例如，在利用卫星进行的自由空间量子密钥分配中，参考系的旋转和波动会降低量子密钥分配的性能。参考帧无关QKD（RFI-QKD）提供了一种简单但有效的方法来克服这个问题。虽然已经有大量的理论和实验研究RFI-QKD，实验验证RFI-QKD相对于其他QKD协议在参考系旋转和波动下的鲁棒性仍然缺失。本文构建了一个自由空间QKD系统，实现了BB84、六态和RFI-QKD协议，并比较了它们在参考系旋转和波动情况下的性能。通过理论分析和实验数据验证了RFI-QKD协议在参考系旋转和波动情况下的鲁棒性。
2018-08-17 quant-ph
A quantum reference frame size-accuracy trade-off for quantum channels
最近人们对量子观测量的性质和结构施加对称性进行了广泛的研究，量子参考系起着至关重要的作用。在本文中，我们将这项工作扩展到量子变换，给出定量的结果显示，在直接类比的情况下的可观的，一个“大”的参考系是需要的非协变信道的协变近似。我们将我们的发现应用到SU（2）对称性的具体设置。
2020-11-12 quant-ph
The cryptographic power of misaligned reference frames
假设Alice和Bob对坐标轴的定义不同，他们之间的参考系的变化由SO（3）上的概率分布μ给出。我们表明，这种不确定性的参考系是没有用的比特承诺时，μ是均匀分布在SO（3）的一个（子）组，但其他选择的μ可以产生部分甚至渐近安全的比特承诺。
2005-06-20 quant-ph
Quantum Reference Frames and Their Applications to Thermodynamics
我们构造了一个量子参考系，通过吸收守恒律提供的任何反作用，该参考系可用于在存在任意数量的广义守恒量的情况下近似实现系统上的任意幺正变换.因此，参考系同时充当守恒量的电池。我们的结构具有物理直观、清晰和易于实现的特点。实际上，参考系由与原始系统相同类型的子系统组成，并且对于任何期望的精度都是有限的。此外，与参考系的相互作用可以被分解为两体项，每次将系统耦合到参考系子系统之一。我们将这种构造应用于具有多个可能非对易守恒量的量子热力学设置，这允许在这种情况下定义显式电池。
2018-04-10 quant-ph
Separability and entanglement in the Hilbert space reference frames related through the generic unitary transform for four level system
利用经典（对角）密度矩阵的一般么正变换，研究了四能级原子态的量子关联。详细研究了纯态、$X$ -态、Werner态的部分情形。讨论了在初始可分态中，幺正希尔伯特参考系旋转产生纠缠的几何意义。利用旋转参考系的酉矩阵，得到了纠缠度的纠缠度、熵和负性等特性。
2017-05-21 quant-ph
Large effects from quantum reference frames
本文提出一种量子处理程序描述非单调参考标尺，揭示参考系遇转折点时测量系统的大量子效应，可通过测量值的大偏移测试关系量子力学。
2025-06-17 quant-ph
Quantum Reference Frames and the Classification of Rotationally-Invariant Maps
我们给出了一个方便的表示，任何映射是关于SU（2）的不可约表示协变，并使用此表示来分析的演化时，量子方向参考系被利用作为一个资源来执行量子操作。我们引入了量子参考系的矩，它作为一个框架的属性的完整描述，并研究了有多少次由自旋-j系统表示的量子方向参考系可以用来执行一定的量子操作，以给定的成功概率。我们对以前关于参考系退化的结果作了相当大的推广，由此得到了关于SU（2）的任意协变映射重复作用下spin-j系统的动力学分类.
2008-03-07 quant-ph
Biased decoy-state reference-frame-independent quantum key distribution
在不主动调整参考系的情况下，即使在参考系缓慢漂移的情况下，与参考系无关的量子密钥分发（RFI-QKD）也可以生成安全的密钥。在这里，我们提出了一个新的方案上的诱饵状态RFI-QKD，其中的基础分配的两个合法的当事人是有偏见的，减少部分失配的基础数据。在考虑不同参考系失调情况下的统计涨落的情况下，研究了全参数优化的有偏诱骗态RFI-QKD的性能。并将新方案与其它实际方案进行了比较，无偏诱饵态RFI-QKD和有偏诱饵态BB84-QKD。仿真结果表明，新提出的偏置诱饵状态RFI-QKD可以显着提高实际QKD系统的性能（密钥速率和安全传输距离）。
2017-03-11 quant-ph
Realizing fully reference-frame-independent quantum key distribution by exploiting quantum discord
University of Hong Kong（香港大学）；Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；State Key Laboratory of Cryptology（密码学国家重点实验室）
针对以往参考系无关量子密钥分发仅方位角无关的局限，提出奇异值与极角、方位角均无关的3×3矩阵并结合量子失谐，实现完全参考系无关的量子密钥分发，且校准密钥生成基时性能可匹配原有方案。
2023-05-16 quant-ph
Entanglement and Disentanglement, Probabilistic Interpretation of Statevectors, and Transformation between Intrinsic Frames of Reference
我们研究基于两个假设的量子理论：在孤立宏观系统的内禀参照系中，（i）系统没有全局运动，也不与任何其他系统纠缠，（ii）系统外系统的态矢量的时间演化满足薛定谔方程。在辅助参照系中研究了微观系统与宏观系统之间的碰撞型相互作用过程。在将辅助参考系中得到的两个系统的状态向量变换到宏观系统的内在参考系中时，上述第一个假设要求状态向量的不连续变化。一个概率的解释给出了不连续变化的状态向量。对于微观系统，理论中给出的密度矩阵等于通常量子力学中给出的约化密度矩阵。
2006-09-12 quant-ph
Reference-Frame-Independent Measurement-Device-Independent Quantum Key Distribution with Uncharacterized Qubits
本文提出了一种与参考系无关、与测量设备无关的量子比特未特征化的量子密钥分发方案。我们展示了协议的安全性。该协议还可以用于具有非常低的误码率但遭受大的、不受控制的（但缓慢的）、单一旋转的信道。
2018-10-04 quant-ph
Asynchronous reference frame agreement in a quantum network
量子网络的多方协议的有效实现要求网络中的所有节点共享一个公共的参考系。从头开始建立这样的参考系在异步网络中尤其具有挑战性，其中网络链路可能具有任意延迟并且节点不共享同步时钟。在这项工作中，我们研究的问题，建立一个共同的参考系在异步网络中的$n$节点，其中最多$t$是受任意未知错误，故障节点的身份是未知的。我们提出了一个协议，允许所有的正确运作的节点同意一个共同的参考系，只要网络图是完整的，不超过$t<n/4$节点有故障。由于该协议是异步的，因此可以在一些假设下使用它来同步网络上的时钟。此外，该协议具有吸引人的属性，它允许任何现有的两个节点的异步协议的参考系协议被提升到一个强大的协议的异步量子网络。
2016-03-30 quant-ph
Secret quantum communication of a reference frame
我们提出了量子密码协议，秘密地传达一个参考系-在某种意义上说，它不能被编码成一串比特的信息。两个相距遥远的方可以通过交换N个自旋为1/2的粒子来秘密地对齐他们的笛卡尔轴，从而达到最佳的1/N精度。一个可能的窃听者不可能在不被发现的情况下获得任何信息。
2008-10-22 quant-ph
Perfect tight quantum teleportation without a shared reference frame
我们提出了一个在局域参考系由于有限对称群的作用而发生错位的两方之间传送量子态的新方案。与其他方案不同的是，我们的方案需要相同数量的经典通信和纠缠资源作为传统的隐形传态，不透露任何参考系信息，并对参考系对齐的变化，而协议正在进行中的鲁棒性。该方案的数学基础是一个酉误差基，它通过群的共轭作用被置换到一个相位。我们完全分类的量子比特，展示在更高的维度建设，并提供了一种方法来证明在某些情况下不存在这样的酉错误基地。
2018-05-23 quant-ph
Are right angles special? The optimal primitive reference frame
我们考虑最小的可能的方向参考系允许和确定最好的一个可以做在保存量子信息在各种情况下。我们发现，对于保持一个单一的自旋状态，两个正交的自旋是最佳的原始参考系，并在一个产品的状态做大约22%，以及一个无限大小的经典框架。通过在参考系中加入少量的纠缠，这可以提高到2（2/3）^5 = 26%。在不同的纠缠保持标准下，发现了非常相似的最佳参考系，然而这次是针对以87度的最佳角度对准的自旋。在这种情况下，保留了24%的负性。对经典极限进行了数值计算，结果表明，在纠缠保持的条件下，90度是非单调选取的，对于L = 3的自旋，最佳峰值角为96.5度。
2011-07-12 quant-ph
Physics within a quantum reference frame
我们研究量子参考系的物理。具体来说，我们研究了几个简单的情况下，涉及少量的量子粒子，从而我们促进这些粒子的量子观察者的角色，并问什么是该系统的其余部分的描述，因为看到这个观察者？我们通过提出一些明显的悖论来突出这些问题的有趣方面。通过解开这些悖论，我们可以更好地理解量子参考系的物理学。
2011-08-23 quant-ph
Quantifying quantum reference frames in composed systems: local, global and mutual asymmetries
佩奇-乌特斯机制质疑了量子物理学中时间的基本性质。该机制探索了这样一个概念，即给定的物理量总是相对于参考系定义和测量的，通常在量子物理实验的理论描述中没有解释。最近，非对称性的资源理论明确地处理了什么是量子系统作为一个好的参考系的物理条件。尽管如此，为了量化一个相对于另一个的量子参考系，建立量子理论的内部描述是一项重要的任务，即，而不需要经典的参考系。在这项工作中，我们解决这个问题的概念相互不对称性，并使用这种机制中的页面-Wootters机制，确定相互不对称的概念相互或内部的一致性。为此，重新审视了与量子参考系有关的量子相干性的概念，并在这种情况下提出了一个量词。此外，这个开放的空间来研究内部连贯性和相关性的联系，如佩奇和伍特斯提出的，根据资源理论的方法。
2018-08-13 quant-ph
Reference frames for Bell inequality violation in the presence of superselection rules
超选择规则（SSR）约束量子理论中允许的态和操作。它们限制了制备和测量，因此影响了我们观察非定域性的能力，特别是违反了贝尔不等式。我们表明，一个参考系兼容的粒子数SSR不允许观察员违反贝尔不等式，当且仅当它是准备只使用本地操作和经典的通信。特别地，联合准备的可分离的参考系足以获得违反贝尔不等式。我们研究的大小和非局部性质的参考系使用超选择诱导方差。这些结果表明，需要在超选择的存在下进行实验贝尔测试。
2011-05-17 quant-ph
Quantum key distribution without reference frame alignment: Exploiting photon orbital angular momentum
我们提出了一种新的实现的BB84量子密钥分发协议，采用了一个$d$维希尔伯特空间跨越的空间模式的传播光束，具有一定的轨道角动量值。每个光子携带$\log d$比特的信息，增加了协议的密钥生成速率。在协议的传输部分中使用的状态在关于传播方向的旋转下是不变的，使得该实现独立于发送器和接收器的参考系之间的对准。当这些参考系相对于彼此旋转时，协议仍然有效。
2004-09-10 quant-ph
Decoherence and information encoding in quantum reference frames
参考系在物理学中具有特殊的重要性。它们通常被认为是理想化的实体。然而，在大多数情况下，例如在实验室中，物理过程是在由物理系统构成的参考系内描述的。随着新技术的发展，证明复杂物体的量子特性成为可能，一个有趣的概念问题出现了：人们可以使用量子系统的状态来定义参考系吗？最近，这样的框架已经在[F. Giacomini，E. Castro-Ruiz，以及Brukner，Nat Commun 10，494（2019）]。其结果之一是量子关联依赖于观察者参考系的物理状态。这项工作的目的是研究这种现象的动力学方面，并表明，同样是真实的相关性建立在一个复合系统的演变过程中。因此，退相干过程也是相对的：对于某些观测者，子系统的约化演化是么正的，而对于另一些观测者则不是。我还讨论了这一结果的现代发展的退相干理论的影响：量子达尔文主义和频谱广播结构。
2020-06-25 quant-ph
Four-state reference-frame-independent quantum key distribution with non-qubit sources
理论与实验之间的差距严重限制了量子密钥分发（QKD）的发展。已经提出了参考系无关（RFI）协议以避免参考系的对齐。然而，木马攻击和设备漏洞导致的多种光学模式导致发射信号不完美。本文基于广义容损技术分析了非比特源RFI-QKD协议的安全性。仿真结果表明，该方法可以有效地抵御非量子比特源的攻击，包括参考系失调、状态准备缺陷、多光学模式和特洛伊木马攻击.而且它只需要准备四个量子态，降低了未来实验的复杂性。
2021-05-24 quant-ph
Experimentally Violating Bell Inequalities Without Complete Reference Frames
我们实验证明，使用量子比特编码的光子偏振，如果双方共享一个单一的参考方向，并使用本地正交测量，他们将总是违反贝尔不等式，实验不足。这与贝尔不等式的标准观点形成对比，在贝尔不等式中，各方需要共享一个完整的参考系来进行测量。此外，我们的实验表明，作为参考方向退化的违反贝尔不等式的概率平稳下降到（39.7 +/- 0.1）%的限制情况下，观察者不共享一个参考方向。这一结果有望简化分离各方之间的纠缠分布，并应用于量子物理学的基础研究和量子通信等任务。
2012-03-30 quant-ph
Changing quantum reference frames
我们考虑在参考系是量子系统的情况下改变参考系的过程。我们发现，作为这一过程的一部分，消相干必然会在相对于这些框架描述的任何量子系统上引起。我们探索这个过程中的例子涉及参考系的相位和方向。量化改变量子参考系的影响是发展理论的相对性原理的第一步，在这些理论中，包括参考系在内的所有物体都必须是量子的。
2014-05-21 gr-qc quant-ph
Quantum mechanics and the covariance of physical laws in quantum reference frames
在物理学中，每一个观察都是相对于一个参考系进行的。虽然参考系通常不被认为是自由度，但在所有实际情况下，它是构成参考系的物理系统。一个量子系统可以被看作是一个参考系吗？如果可以的话，它会对世界给出什么样的描述？本文介绍了一种量化参考系变换的一般方法，它将通常的参考系变换推广为“坐标变换的叠加”。我们在不同的量子参考系中描述了态、测量和动力学演化，而没有诉诸于外部的、绝对的参考系，并发现纠缠和叠加是依赖于参考系的特征。这种转换也导致了动力学物理定律协变性概念的推广，弱等价原理的扩展，以及定义量子系统静止框架的可能性。
2019-02-06 gr-qc quant-ph
Algebraic properties of quantum reference frames: Does time fluctuate?
量子参考系与经典参考系不同，因为它们必须实现典型的量子特征，如波动和相关性。在这里，我们表明，参考变量的波动和相关性，特别是时间，是由他们的被用于参考的性质限制。在数学上，这个属性是通过对系统施加约束来实现的，以确保参考变量不是物理自由度。这些约束不仅将物理自由度与参考变量联系起来以描述它们的行为，而且还限制了参考变量的量子涨落及其与系统自由度的相关性。我们引入“几乎正”状态的概念作为一个合适的数学方法。将它们的性质明确应用于最近感兴趣的量子参考系的例子，揭示了以前未认识到的对可能的框架系统相互作用的限制。虽然目前讨论的时钟模型依赖于假设，如这里所示，使它们一致的量子参考系，放松这些假设将暴露模型的新的限制，似乎是相当强大的。几乎正态也为最近关于关系量子力学一致性的争论提供了一些线索。
2022-11-08 gr-qc quant-ph
(Quantum) reference frames, relational observables, gauge reduction and physical interpretation
Inst. for Quantum Gravity, FAU Erlangen – Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学量子引力研究所）
本文探讨了量子参考框架、关系可观测量及规范约简的概念，通过非微扰场论框架分析了参考框架的量子化、关系动态及规范变换的性质。
2026-03-04 gr-qc quant-ph
Neutrinos, mixed bosons, Quantum Reference Frames and entanglement
本文研究混合粒子态的量子参考系描述，提出可在量子框架下定义经典上模糊的静止系，并揭示涉及混合粒子反应中一种新的参考系依赖纠缠及其现象学意义。
2022-06-10 hep-th quant-ph
Transformation of Spin in Quantum Reference Frames
在物理实验中，参考系是通过用于描述物理系统的特定坐标选择来标准建模的，但它们本身并不被认为是这样。然而，任何参考系都是一个物理系统，其行为最终符合量子力学。我们发展了一个旋转（即自旋）量子参考系的框架，相对于它的自旋自由度的量子系统进行了描述。我们给出了由三个角动量自旋相干态$j$组成的系统的明确模型，并通过将经典$\textrm{SO}(3)$自旋变换中的欧拉角提升为作用于参考系态的量子力学算符，引入了它们之间的变换.为了保证自旋可以任意旋转，我们取了无限大的$j$的极限，在这种情况下，角算符具有连续谱。我们证明了旋转不变的哈密顿量（如海森堡模型）是不变的量子参考系变换下的一个更大的群体。我们的结果是对非阿贝尔群的量子参考系形式的首次发展。
2021-11-29 gr-qc quant-ph
Quantum mechanics with respect to different reference frames
考虑了非相对论力学关于不同参考系的几何（薛定谔）量子化。在经典的非相对论力学中，一个参考系是由一个在时间轴上纤维化的位形空间上的连接来表示的。在量子化下，它在薛定谔算符的量子代数上产生了一种联系。研究了不同参考系的能量算子。
2007-03-29 math-ph math.MP quant-ph
Relative subsystems and quantum reference frame transformations
针对现有量子参考系变换方案仅适用于全宇宙的局限，本文基于标准量子理论从第一性原理出发，采用非相干群平均构建了仅依赖参考系与目标系统的可逆变换框架，得到更具一般性的受限子空间变换形式，并引入承载参考系态量子信息的额外粒子，适用于多种对称群。
2023-07-20 gr-qc quant-ph
Watching the Clocks: Interpreting the Page-Wootters Formalism and the Internal Quantum Reference Frame Programme
我们讨论了一些困难，出现在试图解释页面Wootters和内部量子参考系形式主义，然后使用“最终测量”的方法来证明，有一个可行的单世界现实主义的解释，这些形式主义。我们注意到，有必要通过一些解释，我们才能确定，如果在这些方法中调用的“参考系”是操作上有意义的，我们认为，没有一个明确的操作解释，这样的参考系可能不适合定义一个等效原则。我们认为，叠加的概念应该考虑到瞬时状态嵌入正在进行的动力学演化的方式，这导致了一个更微妙的方式来思考叠加在这些方法中的相对性。我们的结论是，这些方法的操作内容通常只出现在至少一个参考系统的大小变得很大的限制，因此这些形式主义有一个重要的作用，显示我们的宏观参考系可以出现在完全关系的事实。
2022-03-13 physics.hist-ph quant-ph
