A two-qubit Bell inequality for which POVM measurements are relevant
导出了一个二分贝尔不等式，在两量子比特状态空间中，如果允许由正算子值测度（POVM）元描述的测量，而不是将可能的测量限制为投影测量，则极大地违反了该不等式.特别地，所提出的贝尔不等式需要POVM才能被最大纠缠的两量子比特态最大程度地违反。这就回答了N.吉辛
2010-07-15 quant-ph
More efficient Bell inequalities for Werner states
本文研究了以可见性参数0<p<1为参数的两量子比特Werner态的非定域性质。构造了一类新的贝尔不等式，证明了两量子比特的Werner态在参数范围0.7056<p<1时是非定域的.这比0.7071<p<1的范围稍宽，对应于违反Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）不等式。这回答了吉辛提出的一个问题，即，存在比CHSH不等式更有效的贝尔不等式，因为它们被更宽范围的两量子位Werner态所违反。
2008-06-02 quant-ph
Maximal qubit violation of n-local inequalities in quantum network
源无关量子网络被认为是Bell方案的自然推广，在Bell方案中，我们研究了网络中分布和测量的量子态的非定域性质。考虑到最简单的纠缠交换网络，最近吉辛等。和Andreoli et. Al.独立地提供了一组量子态的系统表征，导致违反所谓的“双局域性”不等式。在这项工作中，我们考虑了量子网络中的复杂性，其中任意数量的参与者分布在链状和星形网络中。我们推导出了任意两个量子比特态对这种链式和星形网络的“n-局部”不等式的最大违反。这将进一步为我们提供更深入的理解复杂结构中的量子相关性。
2020-11-06 quant-ph
Investigating nonclassicality of many qutrits by symmetric two-qubit operators
我们介绍了一种新的方法，调查quutrit非经典的quutrit运营商的对称两个量子比特运营商。我们发现，这一过程部分解决了最大quutrit纠缠和quutrit相关的最大非经典之间的矛盾。即用对称的两量子比特算符表示对应于量子比特贝尔不等式的贝尔算符，并从量子比特的角度分析了给定的贝尔不等式的最大量子破坏.作为一个例子，我们证明了两个量子比特的CGLMP（Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu）Bell不等式可以看作是Mermin和CHSH（Clauser-Horne-Shimony-Holt）量子比特贝尔不等式的组合，因此违反这个组合的最佳态不同于对应于两个量子比特的最大纠缠态的最佳态.此外，我们还讨论了一个三元不等式的同样问题。我们还证明了CGLMP不等式的最大量子破坏来自于相关性的互补性。
2016-06-30 quant-ph
Do all pure entangled states violate Bell's inequalities for correlation functions?
任何两粒子的纯纠缠态都违反了两粒子关联函数的贝尔不等式（吉辛定理）。我们证明了对于每个局部测量站有两个二分观测量的N粒子关联函数，存在N>2量子比特纯纠缠态，并且不违反任何贝尔不等式式.我们还发现Mermin-Ardehali-Belinskii-Klyshko不等式对于反驳局部真实描述并不总是最优的。
2002-09-16 quant-ph
Steerability of Rank-2 Two-Qubit Entangled States
Nankai University（南开大学）
本文提出一个类似于 Gisin 定理的定理，证明所有秩为 2 的纠缠态具有 EPR 引导性，为量子信息提供了新的资源。
2026-08-21 quant-ph
Nonlocality and entanglement in qubit systems
非定域性和量子纠缠是量子系统中存在的量子关联的两个特殊方面，在量子信息论中具有重要意义。传统上，它们被认为是相同的（事实上，对于纯的两个量子比特状态是等价的，即{ \it Gisin定理}），但它们构成不同的资源。描述非定域性的几个贝尔不等式的破坏，我们得到了直接优化的两个量子比特的状态，最大限度地违反贝尔不等式，在他们的参与比$R=1/Tr(ρ^2)$或其最大本征值$λ_{max}$测量的混合度。得到了最佳值，与前人的结果一致。并与纠缠态进行了比较。在XY模型中给出了一个应用实例。在这种新的近似中，我们也集中在两个量子比特的纯态的线性组合的非定域性，提供了一个封闭的形式，其最大的非定域性措施。对两个量子比特的Bell对角混合态的情形也进行了广泛的研究。特别关注了两个量子比特混合态的非定域性与纠缠之间的联系，即所谓的最大纠缠混合态。还详细描述了两个量子位的情况的附加方面。由于我们处理的是量子比特系统，我们将使用类似的工具对三个量子比特进行类似的研究。在三量子比特的整个态空间中，定量地研究了量子态的非定域性与量子态的非定域性之间的关系。最后，我们将我们的分析扩展到四个量子比特系统，计算了任意数目的广义Greenberger-Horne-Zeilinger态的非定域性。
2011-02-23 quant-ph
Multi-setting Bell inequality for qudits
本文对两个三维系统提出了一个推广的贝尔不等式，该系统在每个局部测量中具有三个设置。结果表明，如果局部测量配置为相互无偏的，并且复合态是最大纠缠的，则最大程度地违反了这个不等式。这个特征类似于两个量子比特的Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式，但与高维系统的两种不等式Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu和Son-Lee-Kim形成对比。讨论了任意素维系统的推广。
2008-10-16 quant-ph
Sequential quantum cloning under real-life conditions
我们考虑了Gisin和Massar的最优量子克隆机的顺序实现，并提出了实验实现这样的量子克隆机的优化协议，但受到现实生活中的限制。我们演示了如何利用矩阵积状态（MPS）形式主义和随后的变分优化技术揭示克隆过程的Gisin-Massar输出的有趣代数结构，并对Delgado等人的顺序克隆处方的最优性带来显着改进[Phys. Rev. Lett. 98，150502（2007）]。我们的数值结果表明，正统的最佳量子克隆的范例，可以在实践中实现一个更经济的方式，利用相当少的信息和数字资源比迄今估计。代替先前预测的所需辅助维度D与量子位数n的线性缩放，我们的配方允许实现这样的顺序克隆设置，其具有至多D=3至n=15量子位的实验可管理的维度辅助。我们还满意地解决提供一个最佳范围的顺序辅助量子位相互作用的最佳克隆的任意状态在现实的实验环境下，只有一个有限的类这样的二分相互作用可以在实践中工程的可能性。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Entanglement in bipartite quantum systems: Euclidean volume ratios and detectability by Bell inequalities
研究了二体系统中部分转置正的量子态与全部量子态之间的欧几里德体积比。这些比率允许量子纠缠的典型性及其可探测性的贝尔不等式的定量探索。为此，一个新的数值方法的开发。它是基于Peres-Horodecki准则，对由牛顿恒等式和笛卡尔符号规则产生的不等式的量子态的凸集的表征，以及涉及多相Monte Carlo方法和打了就跑算法的数值方法。这种方法不仅证实了最近的分析和数值计算结果的两个量子比特，量子比特-qutrit，量子比特-四能级量子态，但也允许一个数值上可靠的数值处理迄今未开发的qutrit-qutrit状态。在此基础上，利用Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式和Collins-Gisin不等式，研究了两量子比特量子态纠缠的可探测程度.定量地研究了在何种程度上两个贝尔不等式的组合测试可以增加纠缠的可检测性超出了这些不等式分别实现。
2022-07-06 quant-ph
SOS decomposition for general Bell inequalities in two qubits systems and its application to quantum randomness
本文提出两量子比特系统中一般Bell不等式的SOS分解方法，可推导最大违背对应的测量算子，验证了多类Bell不等式的结果，并用于设备无关量子随机性分析，给出最大猜测概率的精确值或更优下界。
2024-09-13 quant-ph
All entangled pure states violate a single Bell's inequality
我们发现，一个单一的贝尔不等式与两个二分法观察每个观察者，这是源于哈代的非定域性证明没有不等式，是违反了所有纠缠纯态的粒子数给定，其中每个可能有不同数量的能级。这样，Gisin定理就以其最一般的形式得到了证明，由此得出，对于纯态，Bell非定域性和量子纠缠是等价的。
2012-09-20 quant-ph
Sufficient condition for nonexistence of symmetric extension of qudits using Bell inequalities
分析了贝尔不等式破坏与量子态对称可扩性之间的关系。证明了多量子比特对称纯态的2量子比特约化态不违反Bell Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）不等式.然后，我们证明了更一般的逆，任何违反CHSH不等式的2-qubit状态不能有对称扩展。我们扩展我们的分析qudits，并提供了一个测试2-qudit状态的对称可扩展性。我们证明，如果一个2-qudit贝尔不等式是一夫一妻制，那么任何2-qudit状态，违反这个不等式没有一个对称的扩展。对于2-quutrit状态的特殊情况，我们用数值证据推测Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu（CGLMP）不等式是一夫一妻制的。因此，CGLMP不等式的任何2-qutrit状态的破坏可能是其对称扩展不存在的充分条件。
2017-08-07 quant-ph
One pure steered state implies Einstein-Podolsky-Rosen steering for two-qubit entangled states
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；School of Electrical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院电气工程学院）
本文证明，如果一个两比特纠缠态至少允许一个纯被导状态，那么该态从Alice到Bob是EPR可导引的，并且该性质是双向的。
2026-10-21 quant-ph
Equivalence of Genuine Multipartite Entanglement and Nonlocality of Nearly Symmetric Multiqubit Pure States
该研究通过结合贝尔不等式、Hardy悖论与纯态规范分解，解析证明了高度对称的真正纠缠多体量子比特态均具有真正多体非局域性，支持了Gisin猜想，为证明GME与GMNL的等价性迈出关键一步。
2025-10-15 quant-ph
Characterizing nonlocal correlations through various $n$-locality inequlities in quantum network
多体量子网络具有多个独立的源，与传统的涉及单个源的多体贝尔实验相反。到目前为止，网络非定域性已被探索时，每个源产生的两个量子比特纠缠态。在这项工作中，我们证明了网络的非局部性时，每一方进行黑箱测量，系统的尺寸仍然是未指定的。在一个有趣的工作中，通过考虑每个源在传统的双局域场景中产生两个量子比特的纠缠态，Gisin \emph{et. al.}在https：//doi.org/10.1103/PhysRevA.96.020304]中证明了二分Clauser-Horne-Shimony-Halt不等式和双局域性不等式之间的违反之间的对应关系。我们引入了一个变种的平方和的方法来重现他们的结果，而不假设系统的尺寸。然后，我们推广的论点在星形网络拓扑结构的网络非局部性。此外，我们提出了一组新的$n$ -局域性不等式在星形网络配置，其中每一个$n$各方执行任意数量的二分法测量和证明上述之间的对应关系的量子违反的$n$ -局域性不等式和链式贝尔不等式。一个类似的对应关系证明了最近制定的家庭的$n$ -局域性不等式的最佳量子破坏时，每个源发射一个两个量子比特纠缠态，并需要多个副本的两个量子比特纠缠态不能获得的基础上。在本文中，网络中的每一方都执行黑盒测量，系统的维度仍然没有确定。
2021-12-29 quant-ph
Bipartite all-versus-nothing proofs of Bell's theorem with single-qubit measurements
如果我们在两方之间分配n个量子比特，哪种量子纯态和量子比特的分布将允许只使用单量子比特测量来证明贝尔定理的全对无（或格林伯格-霍恩-蔡林格式）证明？我们证明了这些证明存在的充分必要条件，为任何数量的量子比特，并提供所有不同的证明n=7量子比特。值得注意的是，只有一个n=4量子比特的状态分布，以及六个分布，每个分布对应于n=6量子比特的不同状态，这使得这些证明成为可能。
2007-11-28 quant-ph
Minimal Bell-Kochen-Specker proofs with POVMs on qubits
关于使用POVM的Bell-Kochen-Specker证明可能有许多不同的定义。在这里，我们提出并讨论了这些定义中的三个量子位的最小证明，并表明它们确实是最小的。
2005-09-28 quant-ph
Estimation of pure qubits on circles
Gisin和Popescu [PRL，83，432（1999）]已经表明，与一对平行自旋相比，可以从一对反平行自旋中获得更多关于它们方向的信息，其中该对的第一个成员（我们称之为指针成员）可以沿着布洛赫球中的任何方向相等地指向。他们认为，这是由于这两种状态的字母表所跨越的维度不同。在这里，我们考虑类似的字母表，但与第一自旋限制在一个固定的小圆圈的布洛赫球。在这种情况下，反平行字母表与平行字母表所跨越的维度现在相等。然而，反平行字母表被发现仍然包含更多的信息一般。我们将其推广到具有N个平行自旋和M个反平行自旋。当指针成员被限制为一个小圆圈时，这些字母表再次跨越相等维度的空间，但一般来说，对于具有较小维度的集合，可以找到更多的方向信息。|N-m|对于任何固定的旋转总数。我们发现，在这些情况下，用于提取方向信息的最佳POVM总是可以表示在傅立叶基。我们的研究结果表明，维度本身不能解释更大的信息内容，在反平行组合的自旋相比，平行组合。此外，我们描述了一个LOCC协议，提取最佳的方向信息时，指针成员被限制在一个小圆圈和一对平行的自旋供应。
2004-12-14 quant-ph
All-versus-nothing proofs with n qubits distributed between m parties
全对无（AVN）证明显示了爱因斯坦、波多尔斯基和罗森的实在元素与某些量子态的完美关联之间的冲突。给定一个分布在m方之间的n量子比特状态，我们提供了一种方法来决定这种分布是否允许仅使用单量子比特测量来特定于这种状态的m方AVN证明。我们将这种方法应用到最近获得的一些n量子比特m粒子态。此外，我们还提供了所有不等价的AVN证明，其量子位数少于9个，且参与方数量最少。
2010-07-23 quant-ph
Proof of the Orthogonal Measurement Conjecture for Qubit States
一般信号状态的可访问信息通过执行广义测量来获得。在信号字母表由量子比特系统的两个状态组成的情况下，证明了冯诺依曼（正交）测量足以到达可访问的信息。
2008-09-01 quant-ph
Proofs of the Kochen-Specker theorem based on a system of three qubits
基于三比特泡利群的可观量给出了Kochen-Specker定理的一些新的证明。每一个证明都是以图表的形式提出的，通过检查可以明显看出。我们的每一个基于观测的证明都导致了一个投影系统和一个基本系统，通常会产生大量的Kochen-Specker定理的“奇偶证明”。给出了一些证明的例子，并讨论了它们的一些应用。
2012-09-06 quant-ph
Entangled qutrits violate local realism stronger than qubits - an analytical proof
在Kaszlikowski [Phys. Rev. Lett. { \bf 85}，4418（2000）]，已经数值地示出了对于两个最大纠缠的$N$维（$3 \leq N$）量子对象的局部实在性的违反比对于两个最大纠缠的量子比特的更强，并且随着$N$而增长。在本文中，我们提出了这一事实的分析证明N=3。
2001-03-17 quant-ph
On the power of non-local boxes
非本地盒是一个具有以下属性的虚拟设备：假设Alice在设备的她的一端输入一个位，Bob也这样做，它会产生两个位，一个位在Alice的一端，另一个位在Bob的一端，这样输出的XOR等于输入的AND。这个盒子的灵感来自于CHSH不等式，最初是由Popescu和Rohrlich提出来研究这个问题的：既然一对最大纠缠的量子比特是非局域的，为什么它不是最大非局域的？我们相信，理解这个盒子的力量将有助于我们深入了解量子力学的非定域性。Cerf、Gisin、Massar和Popescu最近指出，这种假想的装置能够模拟任何单重态测量的相关性。在这里，我们证明了非定域盒实际上可以做更多的事情：通过模拟幻方伪心灵感应游戏和Mermin-GHZ伪心灵感应游戏，我们证明了非定域盒可以模拟量子相关性，而在二分场景中，甚至在多方场景中，纠缠的量子比特对都无法模拟量子相关性。最后，我们证明了一个单一的非局域盒不能模拟所有的量子关联，并提出了一个推广的多方非局域盒。特别是，我们展示了量子相关性，其模拟需要指数数量的非本地盒子，在最大纠缠量子比特对的数量。
2005-11-07 quant-ph
Proof of efficient, parallelized, universal adiabatic quantum computation
我们仔细证明了绝热量子计算的并行化版本可以有效地模拟通用门模型量子计算。该证明指定了一个基于基态量子计算的显式参数依赖哈密顿量$H(λ)$ [1]。我们处理一个一维配置，其中一条线上的量子位经历最近邻的2-量子位门，以及一个所有对所有配置，其中每个量子位与系统中的每一个其他量子位经历2-量子位门。
2018-08-08 quant-ph
Proofs of the Kochen-Specker theorem based on the N-qubit Pauli group
我们提出了一些基于N量子位泡利群的Kochen-Specker（KS）定理的基于可观测性的证明，其中N >= 4，从而增加了之前已经提出的两个和三个量子位群的证明。这些证明具有吸引人的特点，它们可以以图表的形式呈现，通过检查它们是显而易见的。它们也是不可约的，因为它们不能通过忽略其中的量子比特和/或可观测量的某个子集而被简化为更小的证明。给出了一个简单的算法，用于将任何基于可观察性的KS证明转化为大量的基于投影的KS证明;如果基于可观察性的证明有O个可观察性，每个可观察性恰好出现在两个交换集中，并且任何两个交换集中最多有一个可观察性是公共的，则相关的基于投影的奇偶证明的数量是2^O。我们引入符号的观测量和投影仪为基础的KS证明，捕捉他们的重要功能，也传达了一种感觉，这两种类型的证明在N-量子位泡利群的巨大变化。我们讨论了一个无限族的基于可观测性的证明，其成员适用于从2开始的所有数量的量子位，并展示了如何使用它来生成基于投影的KS证明，该证明仅涉及N >= 2的形式为2^N的任何维度中的9个基（或实验背景）。我们的结果的一些影响进行了讨论。
2013-06-29 quant-ph
Quantitative comparison of quantum pseudo-telepathy games and Bell inequalities
HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利科学院维格纳物理研究中心）；Institute of Mathematics and Informatics, Faculty of Science, University of Pécs（佩奇大学理学院数学与信息学研究所）
本文通过定量比较量子伪远距游戏与贝尔不等式违反，揭示了贝尔不等式在揭示纠缠性方面的有效性。
2026-02-13 quant-ph
Minimal state-dependent proof of measurement contextuality for a qubit
我们证明了三个非锐化二进制量子比特测量足以以状态依赖的方式违反广义非上下文不等式LSW不等式。对于三重自旋轴的情况，我们计算了这个不等式的最佳量子破坏。此外，我们表明，unsharp量子比特测量不允许状态无关违反这个不等式。因此，我们提供了一个最小的状态依赖的测量上下文需要一个量子位和三个unsharp测量的证明。我们的研究结果排除了这些测量的广义非上下文模型，这些模型以前被证明存在。更重要的是，这类广义非上下文模型包括传统的Kochen-Specker（KS）非上下文模型作为真子集，因此我们的结果排除了比在这种情况下违反相应KS不等式所排除的模型更大的一类模型。
2014-04-11 quant-ph
Proof-of-principle demonstration of measurement-device-independent quantum key distribution using polarization qubits
我们进行了一个原理证明的演示测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）协议使用弱相干态和偏振编码量子比特在两个光纤链路的8.5公里。每个链接独立稳定对偏振漂移使用全偏振控制系统，采用两个波长复用的控制信道。一个基于线性光学的偏振贝尔状态分析仪被内置到中间站查理，它通过光纤链路连接到爱丽丝和鲍勃。利用诱饵态，计算出密钥生成速率的下限为1.04x10^-6比特/脉冲。
2013-11-12 quant-ph
Comprehensive proof of the Greenberger-Horne-Zeilinger Theorem for the four-qubit system
格林伯格-霍恩-蔡林格（Greenberger-Horne-Zeilinger，简称GHZ）定理认为，存在一组相互交换的非定域观测量，它们具有共同的本征态，在这些本征态上，这些观测量假定的值反驳了爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）的定域实在论所要求的赋值。众所周知，对于一个三量子比特系统，只有一种形式的GHZ-Mermin-like论点与局部幺正变换等价，这正是Mermin版本的GHZ定理。然而，在本文中，对于最初由GHZ研究的四量子比特系统，我们表明有九种不同形式的GHZ-Mermin-like参数。利用几何不变量刻画了四量子比特系统上相互交换的非定域自旋观测量集合，得到了该证明。证明了在四量子比特系统中，一组相互交换的非定域自旋观测量中至多有9个元素（除符号不同外），并且每个GHZ Mermin类变元涉及一组至少5个相互交换的四量子比特非定域自旋观测量，GHZ定理中的GHZ态是它们的公共本征态.因此，我们提出了一个完整的四量子比特系统的GHZ定理的建设。
2005-09-22 quant-ph
Pinned QMA: The power of fixing a few qubits in proofs
如果我们固定一个系统的单个量子位并将其固定在特定状态，会发生什么？首先，我们表明，这可以大大增加静态问题的复杂性-基态性质的限制类型的条款的局部哈密顿问题。特别地，我们证明了Pinned交换和Pinned随机局部哈密顿问题是QMA完备的。其次，我们表明，钉扎一个量子比特通过经常重复的测量也导致通用量子计算已经与交换和随机哈密顿。最后，我们讨论了基态连通性（GSCON）问题的变体，并证明了随机GSCON是QCMA完备的。因此，我们确定了一个全面的图片的计算能力的钉扎，让人想起一个干净的量子位模型的力量。
2020-10-23 quant-ph
A practical scheme for quantum computation with any two-qubit entangling gate
哪些门是量子计算的通用门？虽然众所周知，在二能级量子系统（量子比特）上的某些门，如受控非（CNOT），在任意一个量子比特门的帮助下是通用的，但直到最近才确切地弄清楚什么样的两个量子比特门在这个意义上是通用的。在这里，我们提出了一个基本的证明，任何纠缠的两个量子比特门是通用的量子计算时，辅助单量子比特门。对于任意有限维系统，J.L.和R. Brylinski [arXiv：quant-ph/0108062，2001];然而，他们的证明依赖于使用高等数学的长时间论证。相比之下，我们的证明提供了一个简单的建设性的过程，这是接近最佳和实验实用[C。M. Dawson和A. Gilchrist，本文所述过程的在线实现（2002），http：//www.physics.uq.edu.au/gqc/]。
2002-07-12 quant-ph
Unconditional security proof of a deterministic quantum key distribution with a two-way quantum channel
在双向量子信道的确定性量子密钥分发（DQKD）协议中，Bob向Alice发送一个量子比特，Alice然后将密钥比特编码到量子比特上并将其发送回Bob。在测量返回的量子位之后，Bob可以立即获得Alice的密钥位，而无需基础和解。由于窃听者可以攻击在Bob-Alice信道或Alice-Bob信道上传输的量子比特，双向量子信道的DQKD的安全性分析比较复杂，其无条件安全性一直存在争议。本文给出了单光子四态DQKD抗一般攻击的安全性证明。
2011-11-01 quant-ph
Generators and Relations for 2-Qubit Clifford+T Operators
本文给出2量子比特Clifford+T算子群的生成元与关系表示，通过Reidemeister-Schreier定理证明，并在Agda中形式化验证。
2023-11-15 quant-ph
Proof of the Gour-Wallach conjecture
四个量子比特的超行列式的绝对值是衡量真正纠缠的一个有用指标。我们证明了Gour和Wallach最近的一个猜想，该猜想描述了关于这个测度的纯最大纠缠四量子比特态。
2013-08-14 quant-ph
Proof-of-principle experimental realization of a qubit-like qudit-based quantum key distribution scheme
与基于量子比特的协议相比，基于量子比特的量子密钥分发（QKD）协议一般允许协作双方在较高的信道噪声下共享无条件安全的密钥。然而，在一般的量子点协议中，制备和测量所需的量子态是非常困难的。一个例外是最近提出的高度容错的基于qudit的协议，称为Chau 15 [1]。值得注意的是，该协议中的状态准备和测量可以相对容易地完成，因为所需的状态几乎像量子比特的对角基态一样被相位编码。在这里，我们报告了Chau 15协议的第一个原理证明。实验的一个亮点是它的后处理是基于实用的单向方式，而文献[1]中的原始方案依赖于复杂的双向后处理，这在实验中是一个很大的挑战。此外，通过操纵时间仓qudit和测量与可变延迟干涉仪，我们的实现是可扩展的qudit与高维，并证实了Chau 15协议的实验可行性。
2017-07-03 quant-ph
Bell's theorem with and without inequalities for the three-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger and W states
本文给出了Bell定理的一个无不等式证明，该证明适用于两类不同的三比特纠缠态，即Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）和W.这个证明导致了一个贝尔不等式，它允许对三量子比特系统的贝尔定理进行更有说服力的检验。另一个贝尔不等式涉及三分和二分相关的介绍，说明了不同的违反当地的现实表现出的GHZ和W状态。
2002-02-05 quant-ph
Proof of finite surface code threshold for matching
量子计算领域目前缺乏实验可行性的正式证明。量子比特是脆弱的，需要复杂的量子纠错来实现可靠的量子计算。表面码是一种很有前途的量子纠错码，它只需要一个物理上合理的具有最近邻相互作用的量子比特二维晶格。然而，现有的证据表明，使用这种代码进行可靠的量子计算是可能的，假设能够测量四体算符，尽管这一假设很难实现，但要求这些算符测量的误差率小于10^-9，这是一个非物理低目标。只有当假设强度和错误率的相互作用与距离无关时，高错误率才被证明是可以容忍的，这也是非物理的。在这项工作中，给定一个二维量子比特晶格，其中只有最近邻的两个量子比特门，以及单量子比特测量、初始化和幺正门，所有这些都具有错误率p，我们证明了在p<7.4x10^-4的情况下，任意可靠的量子计算是可能的，这是许多实验已经实现的目标。这解决了一个长期存在的开放问题，正式证明了在物理合理假设下量子计算的实验可行性。
2012-12-03 quant-ph
Five-Qubit Contextuality, Noise-Like Distribution of Distances Between Maximal Bases and Finite Geometry
使用五个可交换的五量子比特观测集，我们提出了贝尔-科亨-斯派克定理的具体160-661和160-21状态证明，这也是贝尔定理的证明。在这两种情况下，相应的最大碱基之间的“希尔伯特-施密特”距离的直方图显示出类似噪声的行为。这五个交换集也被赋予了辛极空间W（9，2）结构的有限几何意义。
2012-06-01 quant-ph
Greenberger-Horne-Zeilinger-like proof of Bell's theorem involving observers who do not share a reference frame
Vaidman描述了一个由三名球员组成的团队，每个人都被隔离在一个偏远的摊位上，可以使用三个量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger状态来总是赢得一场比赛，如果没有量子资源，这是不可能永远获胜的。然而，Vaidman的方法要求所有三个参与者共享一个共同的参考系;如果允许对手迷惑一个参与者，它就不起作用。在这里，我们展示如何总是赢得比赛，即使球员不共享任何参考系。所介绍的方法使用在任何变换$R_a \otimes R_b \otimes R_c$（其中$R_a = U_a \otimes U_a \otimes U_a \otimes U_a$，其中$U_j$是对单个量子位的酉操作）下不变的12量子位状态，并且仅需要单量子位测量。描述了这种12量子位状态的许多进一步应用。
2003-10-15 quant-ph
Construction of Three-Qubit Kochen-Specker Sets
上下文性是量子力学对经典物理的一个基本偏离。Kochen-Specker（KS）定理表明，具有隐变量的非上下文经典物理与量子力学的预言不一致。宇称证明是证明不同维数量子系统KS定理的多种方法之一。这种证明方法需要由奇数个基和偶数个投影子组成的KS集。在大多数情况下，生产的KS集的数量很大，其生产通常由计算机计算辅助。然而，手动生成的KS集也报告了以前的qutrit和两个量子位系统。我们提出了第一个也是令人惊讶的简单的方法来手动生成KS集，相对于Mermin五角星，可用于KS定理的奇偶性证明在一个八维的三维量子比特系统的状态空间。
2016-03-28 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
GHZ paradoxes based on an even number of qubits
GHZ佯谬是从四个以上的所有偶数量子比特。它们是从Kochen-Specker（KS）定理的证明中获得的，通过展示如何在局部性的基础上证明非上下文性的假设。讨论了纠缠态的性质。KS定理的一些多量子位证明也以图表的形式呈现，从图表中可以看出它们是显而易见的。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2012-12-23 quant-ph
Towards Necessary and sufficient state condition for violation of a multi-settings Bell inequality
本文提出一种基于状态参数的类似Horodecki判据，用于判定任意两量子d维态是否违反多设置贝尔不等式，并在多种情形下证明其必要且充分，同时推导了Alice测量的约束条件。
2024-08-19 quant-ph
Deterministic All-versus-nothing Proofs of Bell Nonlocality Induced from Qudit Non-stabilizer States
最近，一种确定性的全对无证明被提出来，打破了确定性的全对无证明总是从稳定子态导出的传统。一个简单的推广到量子比特（d是偶数）版本是通过使用一个特殊的基映射，但这样的证明仍然可以减少到量子比特版本。到目前为止，高维非稳定态是否能诱导非平凡的确定性的全对无的贝尔非定域性证明仍然是未知的。在这里，我们提出了一个例子，从一个特定的四量子点非稳定态（d = 4），表明这样的证明可以在高维的情况下，以及构造。
2022-12-19 quant-ph
Visualizing Two Qubits
利用SLOCC等价类，可以在三维空间中直观地描述两量子比特系统的纠缠见证、可分态和纠缠态等概念。这种可视化保留了各种集合之间的对偶关系，并允许我们对Horodeckies的一个非初等结果给出“检验证明”，即对于两个量子比特，Peres可分性检验是当且仅当。然后，我们表明，CHSH贝尔不等式可以可视化为圆和圆柱在同一个图。这使我们能够给出一个几何证明的另一个结果的Horodeckies，优化违反CHSH贝尔不等式。最后，我们给出了数值证据，值得注意的是，允许爱丽丝和鲍勃使用三个，而不是两个测量，并不能帮助他们区分任何新的纠缠SLOCC等价类以外的CHSH类。
2007-09-10 quant-ph
Security proof for QKD systems with threshold detectors
在本文中，我们严格证明了直觉，在BB84的安全性证明中，可以将Bob的传入信号视为量子比特状态。从这个结果可以看出，BB 84的所有安全性证明都基于虚拟量子位纠缠蒸馏协议，该协议最初由Lo和Chau [H.-]提出K. Lo和H. F. Chau，Science 283，2050（1999）]，以及Shor和Preskill [P. W. Shor和J. Preskill，Phys. Rev. Lett. 85，441（2000）]，都是有效的，即使鲍勃的实际设备不能显式地提取量子比特状态。因此，特别是，公知的结果，即通过使用双向经典通信的BB84协议可以容忍20%的更高的比特错误率仍然是有效的，即使当Bob使用阈值检测器。使用相同的技术，我们还证明了Bennett-Bennard-Mermin 1992（BBM 92）协议的安全性，其中Alice和Bob都使用阈值检测器。
2008-09-11 quant-ph
A Logical Proof of Quantum Correlations Requiring Entanglement Measurements
我们提出了一个逻辑类型的证明的两个量子比特状态的上下文。我们制定了一个悖论，不能验证的两个量子比特系统与本地测量，而它是可能的，通过使用纠缠测量。与我们的计划，我们实现了$p_{\rm Hardy} \approx 0.167$，这是一个系统的相似尺寸获得的最高概率。我们的方法使用图论和整体排他性原则给出了一个解释的逻辑类型的量子相关性的证明。我们回顾哈代悖论，并找到连接到KCBS不等式。我们用同样的方法建立了一个基于CHSH不等式的悖论。
2019-03-29 quant-ph
Kochen-Specker theorem for a single qubit using positive operator-valued measures
给出了单个二能级系统的Kochen-Specker定理的一个证明。它采用了五个八元正算子值的措施和一个简单的代数推理的基础上的几何形状的十二面体。
2003-06-11 quant-ph
On small proofs of Bell-Kochen-Specker theorem for two, three and four qubits
Bell-Kochen-Specker定理（BKS）通过在一组选定的最大正交基中进行射线的不可能分配，排除了现实的{ \it non-contextual}理论。我们研究的几何结构的小$v-l$ BKS证明涉及$v$实射线和$l$ $2n$ -维基地的$n$ -量子比特（$1< n < 5$）。具体来说，我们看看奇偶校验证明18-9与两个量子位（A。Cabello，1996），奇偶校验证明36-11与三个量子位（M。Kernaghan & A. Peres，1995 \cite{Kernaghan1965}）和一个新发现的具有四个量子位的非奇偶校验证明80-21（改进了P. K Aravind小组在2008年的工作）。所讨论的射线是由$n$ -量子比特泡利群中的一些最大交换算子集（基）共享的实本征态。人们发现特征签名之间的距离基地，其中携带各种对称性在其图形。
2012-07-23 math.GR quant-ph
Geometric measures of quantum nonlocality: characterization, quantification, and comparison by distances and operations
Keio University（庆应义塾大学）
本文提出了一种几何框架，通过计算量子态与本地态集的距离来量化非局域性，针对不同贝尔不等式和测量场景，推导了贝尔对角态、韦纳态和各向同性态的非局域性度量。
2025-10-25 quant-ph
Quantum Proof of Work with Parametrized Quantum Circuits
尽管量子技术在过去十年中取得了巨大的进步，但对于具有少量噪声量子比特的量子计算机来说，仍然缺乏实际应用。展示量子霸权的努力主要集中在展示经典计算机根本无法完成的计算上，这是一个困难且有争议的目标。量子优势（相对于经典计算机的加速）是当今普通量子处理器的一个更实用的里程碑。在这项工作中，我们提出了一个量子计算机兼容的工作量证明（用于比特币挖矿的加密机制）方案，并在4量子比特超导量子节点上进行了验证。
2022-05-04 quant-ph
The Lorentz singular value decomposition and its applications to pure states of 3 qubits
通过$ρ'=(A\otimes B)ρ(A\otimes B)^\dagger$类SLOCC操作的作用，两个量子比特的所有混合态都可以进入正常形式。这些规范形式可以通过考虑对密度矩阵的实参数化的洛伦兹奇异值分解来获得。我们表明，洛伦兹奇异值变分定义，并引起纠缠单调，作为一个特殊情况下的并发。其次，给出了一个混合态以非零概率转换为另一个特定混合态的充要条件。最后将洛伦兹奇异值分解的形式应用于量子比特的三重纯态。给出了GHZ-态和W-态类存在性的新证明，并导出了GHZ-态的最优蒸馏的严格证明。
2001-08-09 quant-ph
Trade-off relations on CHSH tests for multi-qubit pure states
研究了多量子比特纯态的CHSH检验最大违反的权衡关系。首先，根据3比特纯态在随机局域操作和经典通信下的分类，给出了CHSH检验的四种折衷关系。证明过程还提供了计算其精确值的方法。然后我们考虑多量子比特量子系统，证明了[PRA 94，042105（2016）]中的猜想对于某些特殊的4-qubit或更多qubit纯态是正确的。
2020-03-24 quant-ph
