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
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
Quantifying Bell nonlocality of a pure two-qudit state via its entanglement
National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）；Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院斯捷克洛夫数学研究所）
本文通过纠缠度提出新的下界和上界，量化纯两量子态的贝尔非局域性，并证明纠缠是贝尔非局域性的充要条件。
2023-08-16 quant-ph
Loss-tolerant parallelized Bell-state generation with a hybrid cat qudit
本文提出一种利用相干光脉冲相位编码量子比特的并行贝尔态生成协议，通过XX奇偶性综合征检测并纠正光子丢失，实现容错的量子通信与计算。
2025-12-06 quant-ph
Closing the detection loophole in Bell experiments using qudits
我们表明，封闭贝尔测试中的检测漏洞所需的检测效率可以显着降低使用尺寸大于2的量子系统。我们介绍了一系列的非对称贝尔测试的效率任意接近1/N可以容忍使用N维系统，和对称贝尔测试的效率可以降低到61.8%，使用四维系统。考虑到原子-光子纠缠和光子超纠缠的最新进展，我们的方案的实验前景看起来很有希望。
2009-10-07 quant-ph
Geometrical Bell inequalities for arbitrarily many qudits with different outcome strategies
Greenberger-Horne-Zeilinger态被直观地认为是最非经典的。它们导致了三个或更多纠缠量子子系统的最根本的非经典行为。然而，在二维系统的情况下，它已被证明，GHZ状态导致更多的鲁棒性的贝尔非经典的情况下的几何不等式比Mermin不等式。研究了构造任意维数子系统GHZ态几何贝尔不等式的各种策略。
2016-10-06 quant-ph
Asymptotic correctability of Bell-diagonal qudit states and lower bounds on tolerable error probabilities in quantum cryptography
将Bell对角量子态的渐近可校正性概念推广到高维基本量子系统。基于这些结果的量子态纯化协议的基本性质进行了研究，这是能够纯化贝尔对角态的张量积，这是基于$B$ -步骤的Gottesman-Lo-型与随后的应用程序的Calderbank-Shor-Steane量子码。讨论了量子密码协议的最大可容忍错误率。
2006-09-26 quant-ph
Effects of white noise on Bell theorem for qudits
我们引入两种类型的统计准分离局部观测量之间的任意维系统和任意数量的测量设置每个站点构造两方Bell型不等式。注意，统计拟分离与通常的统计分离之间的主要区别在于，前者在两个局部可观测量的交换下不对称，而后者保持对称性。我们证明了各种各样的贝尔不等式可以通过顺序应用三角不等式，统计拟分离满足。给出了临界可见度$v_c$为无穷小的Bell型不等式量子违反的一个充分条件.
2020-12-31 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
Generalized qudit Choi maps
根据文献\cite{PRA72}的线性规划公式，给出了$d\otimes d$ Bell对角纠缠证据.利用Jamiolkowski同构证明了相应的正映射是广义QuditChoi映射。通过对特定的$d\otimes d$ Bell对角可分态的处理，构造相应的束缚纠缠态，证明了这样得到的$d\otimes d$ BDEW（即量子Choi映射）在一定的参数范围内是不可分解的.
2006-07-24 quant-ph
Subadditivity of logarithm of violation of geometric Bell inequalities for qudits
几何贝尔不等式（Geometrical Bell Inequalities，GBI）是已知的量子比特集合中最强的贝尔不等式。然而，他们的推广到其他系统尚未完全理解。我们制定GBI为任意数量的$N$的观察员，其中每个拥有一个粒子的任意尺寸$d$。整个$(d-1)$参数家庭的本地观测值的本征基无偏的计算基础，但它是立即使用的离散子集。我们认为，分析qutrits和数值的其他系统的违规指数增长与$N$。在所研究的范围内，违规也随着$d$增长。有趣的是，我们观察到quatats违反率的对数随着$N$的增长比qubit违反率的两倍对数慢，这意味着一种次加性。
2018-02-20 quant-ph
Bell inequalities for three particles
我们提出了紧贝尔不等式的概率表示的三个四维和五维系统。给出了三个$d$维系统（qudits）的贝尔不等式的紧结构.研究了由三个量子比特的不等式约化的三个量子比特的贝尔不等式。
2008-09-08 quant-ph
Quantum key distribution for d-level systems with generalized Bell states
利用广义Bell态和受控非门，提出了一种基于量子对成的d能级量子密钥分发方案.在窃听的情况下，Eve的信息增益为零，并且在Bob的接收qudits中引入了（d-1）/d的量子错误率，因此对于大d，仅将接收qudits的一小部分与发送的qudits进行比较就可以检测到Eve的存在。
2002-04-17 quant-ph
Separability inequalities on N-qudit correlations exponentially stronger than local reality inequalities
在$D^N$维状态空间中，推导了任意纯态或混合态$N$-Qudit态的Bell相关观测量的可分性不等式。我发现状态（连续的状态，如果$D>3$），包括最大纠缠状态，违反这些不等式的一个因素$2^{N-1}$ ;当地的现实贝尔不等式弱得多，其最大违反是由一个因素$2^{(N-1)/2}$。可分性不等式允许仅使用测量的相关性来测试未知状态的纠缠。
2020-01-31 quant-ph
Survey on the Bell nonlocality of a pair of entangled qudits
如何贝尔非局部性行为的问题，在二分系统的更高的维度得到解决。以随机测量下局域实在论的破坏概率为优值，研究了纠缠量子态的非局域性，其维数为$d=2$ ~ $d=7$ .我们朝两个互补的方向前进。首先，我们研究了由Collins-Gisin-Linden-Massar-Popescu（CGLMP）不等式定义的特定Bell情景。第二，我们考虑在更一般的角度下，通过直接处理联合概率的空间（计算局部多面体之外的行为频率），相同状态的非局部性。在这两种方法中，我们发现非局部性随着维数$d$的增加而减小，但方式完全不同。虽然在CGLMP情景中，违反概率呈指数下降，但在行为空间中至多呈线性衰减。此外，在这两种情况下，在CGLMP不等式中产生最大数值违反的状态与最大纠缠态相比，违反的概率较低，因此没有观察到异常。最后，研究了非最大Schmidt秩态的非定域性。
2018-05-23 quant-ph
Verifcation of general multi-qudit pure states
本文提出了一种通用方法，通过自适应本地测量高效验证多种多量子比特纯态，包括复合维度和混合架构中的态。
2025-11-22 quant-ph
Quantum teleportation of qudits by means of generalized quasi-Bell states of light
相干态的量子叠加可以在微波和光学领域产生，并且被认为是著名的“薛定谔猫”态的实现。最近的进展表明，所涉及的组成部分和模式数量都有所增加。我们的工作为处理多组分双模薛定谔猫态提供了一个理论框架。我们考虑了一类单模态，它是相位空间中位于圆上的$N$相干态的叠加。在这类中，我们考虑由旋转不变的循环态（RICS）创建的正交基。通过在平衡分束器上分裂单模RICS来创建该基础的双模扩展。我们表明，这些状态是两个量子比特的贝尔态的情况下的$N$ -水平的系统编码成叠加的相干态的圆的推广，我们建议他们的广义准贝尔态的名称。我们表明，使用这个类的状态作为共享资源，可以传送相干态的叠加在圆（量子）。与现有的其他量子隐形传态协议不同，该协议对量子点的所有输入态都具有单位保真度。我们计算成功的概率，这种类型的隐形传态，并表明，它的平均光子数在$N^2$以上的一个组件接近统一。因此，隐形传态协议可以在有限的资源单位保真度和确定性。
2019-08-07 quant-ph
Tailoring Bell inequalities to the qudit toric code and self testing
本文提出了一种针对$\mathbb{Z}_d$扭码的贝尔不等式构造方法，通过自测试验证三能级扭码子空间，为设备无关认证拓扑量子物质提供了新工具。
2025-11-28 quant-ph
Representation of Qudits on a Riemann Sphere
在量子计算和信息科学中，传统上采用基于Bloch球表示的几何表示来描述两态系统的变换。虽然这种表示对于双态量子比特非常有用，但它不能像量子比特那样容易地推广到多个状态，并且当它被推广时，它失去了简单的几何表示。基于黎曼球面上的Majorana表示，提出了一种替代表示在量子信息和量子比特计算中的应用，该表示保留了简单的球面表示.
2007-03-20 quant-ph
Quantum analog of the original Bell inequality for two-qudit states with perfect correlations/anticorrelations
对于偶数量子维$d\geq 2,$，我们引入了一类具有完美相关/非相关关系的两量子态，并通过广义Gell-Mann表示证明了，对于这类两量子态中的每一个，原始贝尔不等式的最大违反由值$3/2$ --某些两量子态上达到的上界--从上而下有界.我们证明了具有任意偶$d\geq 2$的两量子点Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态具有完美的关联/纠缠关系，属于引入的两量子点态类.这些新结果是证明$\frac{3}{2}$上界对原来的贝尔不等式量子破坏的重要步骤。后者将意味着，类似于Tsirelson上界$2\sqrt{2}$指定所有二分量子态的CHSH不等式的量子模拟，上界$\frac{3}{2}$指定所有具有完美相关/纠缠关系的二分量子态的原始贝尔不等式的量子模拟。简要地讨论了实验检验违反原来的贝尔不等式的可能后果。
2019-05-27 math-ph math.MP quant-ph
Teleportation of arbitrary $n$-qudit state with multipartite entanglement
提出了一种利用$n$广义Bell态的张量积态作为量子信道，忠实地传送任意$n$ -量子态的协议${\cal D}_n$.我们还提出了以两类$2n$ -量子纠缠态作为量子信道，忠实地传送任意$n$ -量子态的显式协议${\cal D}'_n$和${\cal D}''_n$，其中的量子纠缠态是我们构造的一种真正的纠缠态，不能约化为$n$量子纠缠态的TPS.
2006-12-15 quant-ph
Reexamination of a multisetting Bell inequality for qudits
本文重新研究了Ji等人[Phys.Rev.A78，052103]提出的一类d-设置，d-结果贝尔不等式.对于任意正整数d > 2，证明了相应的非平凡的概率贝尔不等式给出了具有d个输入和d个输出的Clauser-Horne-Shimony-Holt类博弈的最大经典获胜概率.我们还证明了Ji等人给出的一般经典上界被低估了，这使得许多相应的相关不等式失效。我们补救这个问题，部分地，通过提供实际的经典上限为d小于或等于13（包括d的非素数值）。我们进一步确定，对于这个范围内的素数d，这些概率和相关不等式中的大多数是紧的，即，对于各自的经典相关多面体的小平面诱导。得到了这些不等式量子破坏的更强的上下界。特别地，我们证明了一旦给出了概率不等式，Ji及其同事给出的相关不等式在检测量子态的纠缠时就不再适用.
2009-11-26 quant-ph
MAPS: A Novel Multi-Axial Projective Sphere for Geometrically Visualizing Higher d-Valued Quantum State-Space of Qudits
Portland State University（波特兰州立大学）
提出多轴投影球（MAPS）框架，通过n个投影相交轴可视化d维量子态，并设计新型相位轴门实现态旋转，适用于高维数据可视化。
2026-06-17 quant-ph
A Quantum Key Distribution Protocol for qudits with better noise resistance
Ekert量子密钥分发协议使用纠缠的量子比特对，并基于贝尔不等式执行检查以检测窃听。N-DEB协议使用纠缠量子对来实现比Ekert协议更好的抗噪声性。它基于Bell CGLMP不等式对qudits进行检查。在本文中，我们提出了我们的协议h3 DEB（为qutrits）的qudits的推广。该协议也使用纠缠量子对，但实现了更好的抗噪声性比N-DEB和被证明是安全的，对相同的家庭的克隆攻击比N-DEB。这种性能的增益是通过使用另一个不等式这里称为hCHSH- $d$。对于每一方，hCHSH- $d$不等式涉及到$2d$可观测量.我们解释了各方如何可以测量这些可观的，从而能够检查违反hCHSH- $d$。在存在噪声的情况下，这种违规允许各方确保密钥的保密性，因为它保证了不存在本地特洛伊木马攻击。我们所提出的方案的优点是，它的结果在增加抗噪声，同时保持对个人攻击的安全。
2015-04-30 quant-ph
On the existence of a local quasi hidden variable (LqHV) model for each N-qudit state and the maximal quantum violation of Bell inequalities
我们指定的本地准隐变量（LqHV）模型再现的概率描述的所有N-partite联合冯诺依曼测量的N-量子态。通过这个局部概率模型，我们得到了一个新的上限的最大违反的N-量子态的N-部贝尔不等式的任何类型（无论是在关联函数或联合概率）的S个观测每个网站。这个新的上限不仅提高了所有N，S和d的相应结果一般贝尔不等式在文献中，而且，对于N-量子比特的情况下，每个站点有两个可观的，减少了确切的可达到的上限已知的量子违反相关2x.二分情形下的x2-置贝尔不等式
2016-02-15 math-ph math.MP quant-ph
Molecular spin qudits to test generalized Bell inequalities
本研究利用Yb(trensal)分子纳米磁体构建qubit-qudit系统，通过优化脉冲序列和含退相干的数值模拟验证其可违反广义贝尔不等式，证明纠缠鲁棒性，并提出分子自旋三聚体的qudit-qudit纠缠研究方案。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Measuring higher-dimensional entanglement
本文研究有限维量子系统的二分纯态的局域实在不等式，即Bell型不等式。有一些建议的贝尔型不等式这样的系统。我们的兴趣是在贝尔型不等式函数的值与纠缠的措施。有趣的是，我们发现其中的一个不等式，Son-Lee-Kim不等式，可以用来测量纯二分量子态和一类混合二分量子态的纠缠。与大多数早期的方案在这个方向上，其中所需的数量的观测值来表征纠缠的子系统的尺寸增加，这种方法只需要四个观测值。我们还讨论了该方案的实验可行性。事实证明，目前的实验装置可以用来测量纠缠使用我们的计划。
2017-04-18 quant-ph
Qudit Clauser-Horne-Shimony-Holt Inequality and Nonlocality from Wigner Negativity
Sorbonne Université, CNRS, LIP6（索邦大学，法国国家科学研究中心，LIP6）
本文提出多维系统的CHSH不等式新泛化，基于稳定子状态的Wigner负性与广义qubit π/8门的共轭作用，探讨非局域性与Wigner负性的关系，并展示双粒子纠缠态作为情境性见证的条件。
2026-06-10 quant-ph
Mapping Criteria of Nonlocality-Steerability in Qudit-Qubit Systems and Steerability-Entanglement in Qubit-Qudit Systems
纠缠、量子操纵和非定域性是不同的量子关联，它们是各种量子信息和量子计算应用背后的资源。然而，确定它们之间精确的数量关系的中心问题仍然没有得到解决。本文从量子关联的基本概念出发，给出了二分量子比特-量子比特系统中Bell非定域性与量子操纵之间的映射准则，以及二分量子比特-量子比特系统中量子操纵与量子纠缠之间的映射准则.精确的定量映射标准推导解析。这种映射标准与国家的形式无关。特别是，他们涵盖了几个以前著名的研究结果，这只是特殊情况下，在我们的简单的映射标准。
2018-10-24 quant-ph
Evaluating the Maximal Violation of the Original Bell Inequality by Two-Qudit States Exhibiting Perfect Correlations/Anticorrelations
我们介绍了一般类的对称两个量子比特的状态，保证完美的相关性或爱丽丝和鲍勃的结果，无论何时在两个网站上测量一些自旋可观察。我们证明了，对于所有的状态从这个类，原来的贝尔不等式的最大违反的上限是3/2，并指定两个量子比特的状态，达到这个量子上限。二分之一状态的情况更为复杂。在这里，对于所有的二量子态，我们在Alice和Bob自旋测量下得到了违反原始贝尔不等式的相同的上界3/2，但是我们还不能证明这个量子上界是最小的。我们讨论我们的数学研究的实验结果。
2019-04-22 math-ph math.MP quant-ph
Beyond Bell sampling: stabilizer state learning and quantum pseudorandomness lower bounds on qudits
针对 Bell 采样在 d>2 维 qudit 上失效的问题，本文刻画其信息失效情形，并提出 O(n) 副本、O(n^4) 时间的 stabilizer 态学习算法及伪随机态区分算法，推出 Clifford 电路的量子伪随机性下界。
2024-05-10 cs.CC cs.DS quant-ph
Qubit-portraits of qudit states and quantum correlations
最近提出的量子比特态的量子比特画像的机制，考虑在这里更详细地描述在二分量子比特态的量子关联的存在。在量子力学的层析表示中，Bell不等式被解释为描述两个量子点的量子态的经典联合概率分布族的特殊性质.借助于量子比特画像机制，随机矩阵半群可以与给定的量子态相关联。在此框架下讨论了CHSH不等式的破坏，并举例说明了该方法可以检测到quutrit各向同性态的量子关联，而不能检测到quutrit Werner态的量子关联.
2007-10-10 quant-ph
Entanglement swapping between multi-qudit systems
我们将最初提出的两对量子比特的纠缠交换方案推广到由任意数量的量子比特组成的任意数量的系统的$q$。假设每个系统都是在$m_j$量子点的最大纠缠态中制备的，而不同的系统之间完全不相关。我们发现，当一组$\sum_{j=1}^q a_j$粒子（从每个$q$系统$a_j$粒子被测量）进行广义Bell型测量时，所得到的一组$\sum_{j=1}^q (m_j-a_j)$粒子将坍缩成最大纠缠态。
2002-01-19 quant-ph
Generalized measurements by linear elements
我给的第一个特征的类的广义测量，可以完全实现对qudits编码在不可区分的粒子，仅使用线性元件和粒子探测器。两个直接的结果从这个特性。(i)每个POVM元素的施密特数不能超过初始粒子的数量。这排除了对qudits进行完美Bell测量的任何可能性。(ii)执行广义不完全Bell测量的最大概率是1/2。
2001-08-23 quant-ph
Shaping frequency entangled qudits
量子比特（量子比特的d维版本）之间的量子纠缠与高级量子信息处理相关，并提供了对量子相关性本质的更深入了解。在连续参量下转换产生的光子对的频率模式中编码量子点使得能够访问高维状态。通过塑造纠缠光子的能谱，我们展示了维度高达4的纠缠量子点的创建，表征和操纵。通过量子态层析重建了它们各自的密度矩阵。对于量子比特和量子，我们还测量了d维贝尔参数对各种纠缠度的依赖性。我们的实验证明了研究$d$它态的高维频率纠缠态物理的能力，这对量子信息科学具有重要意义。
2013-03-25 quant-ph
Semigroup of positive maps for qudit states and entanglement in tomographic probability representation
随机和双随机矩阵提供的自旋态（qudits）的正映射，形成半群与稠密相交的李群$IGL(n, \mathbb{R})$和$GL(n, \mathbb{R})$分别。量子态的密度矩阵可由作用于单形的双随机半群的轨道所确定的自旋断层图来描述。通过将随机映射和量子随机映射联系起来，引入了一类传递作用于量子态的正映射。最后，利用随机半群的性质，在层析概率表示的框架下，给出了两个量子比特的纠缠态和贝尔不等式。
2008-07-02 quant-ph
Depicting qudit quantum mechanics and mutually unbiased qudit theories
我们将ZX演算推广到二维以上的量子系统。由此产生的微积分是健全的和通用的量子力学。我们定义了一个相互无偏量子理论的概念，并详细研究了这些理论的两个具体实例：量子稳定剂量子力学和Spekkens-Schreiber玩具理论。该演算使我们能够分析量子比特稳定器量子力学的结构，并提供了一个量子比特稳定器理论的几何图形，推广了量子比特稳定器量子力学的布洛赫球图形。我们还使用我们的框架来描述概括的Spekkens玩具理论更高维的系统。这给出了一个新的证明，qudit稳定剂量子力学和Spekkens-Schreiber玩具理论的dits在三维操作等价。量子比特图演算是研究量子基础、理解量子比特与量子量子力学之间关系的有效工具，为量子信息协议提供了一种新颖的、高层次的描述。
2014-12-30 quant-ph
One-way quantum computation with four-dimensional photonic qudits
我们考虑利用额外的光子自由度进行线性光量子计算的可能性。特别是，我们专注于我们使用光子作为quadbit的情况。基本的2-quadbit团簇态是一个跨偏振和两个空间模式自由度的超纠缠态。我们研究了非确定性的方法，从而可以从单光子和/或贝尔对创建这样的状态，然后给出了一些机制进行高维融合门。
2007-11-30 quant-ph
Entangled state generation via quantum walks with multiple coins
纠缠态的产生无论从量子理论基础还是从技术应用上都具有极其重要的意义。纠缠交换为量子通信协议中产生纠缠提供了一种有效的方法。然而，量子比特的完美贝尔测量，纠缠交换的关键，已被证明是不可能实现的，只使用线性元件和粒子探测器。为了克服这一瓶颈，我们提出了一种新的方案，通过多硬币量子行走模型在多个指定方之间产生纠缠态，包括两量子比特纠缠态、两量子比特纠缠态、三量子比特GHZ态和三量子比特GHZ态.然后在IBM量子平台上进行了Bell态和三比特GHZ态在多个指定方之间的实验实现，通过量子层析成像得到了高保真度的结果。最后给出了该方案在多方量子秘密共享中的一个实际应用。
2020-11-04 quant-ph
Qubit representation of qudit states: correlations and state reconstruction
提出了一种建立一般量子态的量子比特分解的方法。这种新的表示允许在布洛赫球中的任何量子态的几何描述。此外，我们还证明了量子态的非负性条件意味着组成它的量子比特之间存在量子关联，这些关联被用来定义新的不等式，这些不等式中的密度矩阵分量必须满足.这种不平等的重要性，在一个量子状态的重建处理。作为一般过程的示例，示出了qutrit系统的量子比特分解，其允许通过固定它们的不变量${\rm Tr}(\hatρ^2)$、${\rm Tr}(\hatρ^3)$来对qutrit状态进行分类。
2019-05-13 quant-ph
Bell diagonal states with maximal abelian symmetry
我们提供了一个简单的类2量子态，其中一个是能够制定必要和充分条件的可分性。作为一个副产品，我们推广了Horodecki等人提供的众所周知的结构，d = 3。希望这些具有已知可分离性/纠缠特性的态可以用来测试纠缠理论中的各种概念。
2010-11-02 quant-ph
Qudit Dynamical Decoupling on a Superconducting Quantum Processor
本文针对多能级量子位系统易退相干的问题，基于海森堡-魏尔群提出动态解耦协议，在超导处理器上实验验证了其能有效抑制退相干和交叉克尔耦合，显著提升贝尔态保真度，为可扩展量子计算铺路。
2024-07-05 quant-ph
Simple criteria for noise resistance of two qudit entanglement
太多的噪音会扼杀纠缠。这是其生产和传播中的主要问题。我们用一种简便的方法研究了由$d\times d$ Hilbert空间描述的二体系统纠缠的抗噪声性。我们的分析使用几何方法，该方法基于这样的事实：如果矢量$\vec{s}$与矢量$\vec {e}$的标量积小于$\vec{e}$的范数的平方，则为$\vec{s}\neq\vec{e}$。我们使用这样的概念的相关张量的可分离态和纠缠态。对于$d>2$，由于没有纯单量子态的布洛赫球，因此很难得到量子对的一般形式的关联张量。该准则是：如果关联张量的最大施密特本征值小于其范数的平方，则该状态是纠缠的。该准则适用于各种类型的噪声混合到初始（纯）状态的情况。这些噪声包括白噪声、色噪声、局部去极化噪声和振幅阻尼噪声。一组广泛的数值和分析结果。由于纠缠的另一个简单判据是Bell不等式的违反，我们也发现了临界噪声参数违反特定的贝尔不等式族（CGLMP），对于最大纠缠态。当$d$趋于无穷大时，我们给出了结果的解析形式.
2016-10-06 quant-ph
Greenberger-Horne-Zeilinger paradoxes from qudit graph states
揭示量子非定域性的一个有趣的方法是格林伯格、霍恩和蔡林格（Greenberger，Horne，and Zeilinger，GHZ）提出的全对无检验，即GHZ悖论。到目前为止，真正的多体和多级GHZ佯谬只存在于包含奇数粒子的系统中。在这里，我们将构造GHZ悖论的任意数量（大于3）的粒子的量子图状态的帮助下，一种特殊的图，称为GHZ图。基于GHZ图的GHZ佯谬，我们导出了一个贝尔不等式和一个Kochen-Specker不等式，其中每个观测者有两个$d$ -结果观测量，其最大违反由相应的图态获得，而Kochen-Specker不等式以状态无关的方式检验量子上下文性.
2013-03-20 quant-ph
Multiparty-controlled teleportation of an arbitrary m-qudit state with pure entangled quantum channel
利用非最大纠缠态作为量子信道，提出了一种多方控制的任意m量子态（$d$ -维量子系统）隐形传态的一般方案.发送方对2个$m$粒子进行m次广义Bell态测量，控制方对测量基$X_{d}$进行单粒子测量，接收方只要引入一个辅助二能级粒子，与所有控制方合作，就可以与保真度单元概率地提取量子信息。各方都可以利用诱骗光子安全地建立自己的量子信道，从而阻止不诚实的一方自由地窃听。当接收端获得未知m量子态的概率等于量子信道的纠缠度时，该方案是最优的.
2009-05-07 quant-ph
Unambiguous arbitrary high-dimensional Bell states analyzer via indefinite causal order
School of Mathematics and Physics, University of Science and Technology Beijing（北京科技大学数学与物理学院）；Department of Mathematics and Physics, Shijiazhuang Tiedao University（石家庄铁道大学数学与物理系）
本文提出一种基于不定因果顺序的高维贝尔态分析方案，通过调整嵌入的本地单量子门形式，在不消耗因果结构的情况下实现对任意高维贝尔态的确定性区分。
2026-04-04 quant-ph
Comparing bound entanglement of bell diagonal pairs of qutrits and ququarts
我们比较了具有正部分转置（PPT）的Bell对角二分量子群的纠缠和可分分类以及它们在不同维数下的性质。对于$d \geq 3$维，存在一种难以检测的纠缠形式，称为束缚纠缠，因为这种纠缠态不能用于纠缠蒸馏。到目前为止，还没有有效的解决方案来区分束缚纠缠态和可分离态。讨论了一类具有特殊代数和几何结构的二分Bell对角量子群的可分性问题，并比较了它们在不同维度的量子信息处理任务中的应用.扩展贝尔对角量子态（$d=3$）的解析和数值方法和结果，我们成功地将$d=4$的多个代表性贝尔对角PPT态分类为$75\%$。通过这些代表态，我们可以估算出PPT四夸克（$d=4$）中可分纠缠态和束缚纠缠态的体积。我们发现，至少$75.7\%$的所有PPT状态是可分离的，$1.7\%$束缚纠缠和$22.6\%$，它仍然不清楚他们是否是可分离的或束缚纠缠。通过比较束缚纠缠态及其探测器的结构，我们发现不同维度的探测能力有很大的差异，并将这些差异与量子态（$d=3$）和量子态（$d=4$）的欧几里得几何的差异联系起来。最后，使用一组在两个维度上的可分离和束缚纠缠的贝尔对角态的详细的视觉分析，定性的观察，可以更好地区分束缚纠缠从可分离的状态。
2023-02-17 quant-ph
Reconquering Bell sampling on qudits: stabilizer learning and testing, quantum pseudorandomness bounds, and more
Tencent Quantum Laboratory（腾讯量子实验室）；HUN-REN Alfréd Rényi Institute of Mathematics（匈牙利冯·诺依曼数学研究所）；HUN-REN Institute for Computer Science and Control（匈牙利计算机科学与控制研究所）；Centre for Quantum Technologies（量子技术中心）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；CNRS, IRIF, Université Paris Cité（法国国家科学研究中心、IRIF、巴黎Cité大学）
本研究基于拉格朗日四平方定理构建新型酉算子，攻克了Bell采样向任意维qudits推广的难题，并将稳定子学习、隐藏稳定子群求解等5类量子比特结果成功推广到qudits体系。
2026-08-26 cs.CC cs.DS cs.LG
Scalable Self-Testing of Mutually Anticommuting Observables and Maximally Entangled Two-Qudits
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学前沿科学与技术研究院）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校物理系）；Quantum Universe Center, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院量子宇宙中心）
本文提出了一种可扩展的自检框架，用于验证最大纠缠双量子比特态及n个反交换可观测量，通过Bell不等式和Sum-of-Squares分解确定量子界限，展示了高维纠缠和Clifford测量的设备无关认证方法。
2026-03-16 quant-ph
Free-Space Entangled Quantum Carpets
量子物理学中的塔尔博特效应被认为会在粒子的概率分布中产生复杂的图案，称为“量子地毯”，对应于初始波函数的复兴和复制。最近，已经表明可以编码$D$ -水平量子点，以这种方式，Talbot效应可以用于处理$D$ -维量子信息[Far\'ıas et al，PRA（2015）]。在这里，我们介绍了一个计划，以产生自由传播的“纠缠量子地毯”与自发参量下转换产生的光子对。首先，我们介绍了一种可以用来合成Talbot量子点的任意叠加态的光学装置。将空间纠缠的光子对发送通过一对这样的设备产生一对纠缠的量子比特。作为一个应用，我们展示了如何Talbot效应可以用来测试一个$D$ -维贝尔不等式。数值模拟结果表明，双光子系统对贝尔不等式的破坏强烈依赖于双光子初始态的空间相关性。我们简要讨论了我们的光学方案如何适用于物质波实验。
2017-02-23 quant-ph
New concise upper bounds on quantum violation of general multipartite Bell inequalities
近年来，文献中通过不同的数学工具对一般贝尔不等式的最大量子破坏的界进行了深入的讨论。在LqHV（local quasi hidden variable）模型框架下，我们分析了一般贝尔不等式的量子破坏，正确地再现了每个量子关联场景的概率描述. LqHV数学框架允许我们对所有d和N导出所有一般贝尔不等式的N-qudit态的最大违反的新的上界（2d-1）^{N-1}，也允许我们导出每个站点S设置的一般贝尔不等式的N-qudit态的最大违反的新的上界。这些新的上界从本质上改进了一般多部贝尔不等式量子违反的所有已知精确上界。对于某些S，d和N，新的上界是可达到的。
2018-03-26 math-ph math.MP quant-ph
Qudit hypergraph states and their properties
超图态是图态的一种推广，是一类具有非局域性质的量子态，在量子信息科学与技术中有着重要的应用。本文将超图状态推广到qudit超图状态，即，广义超图（多超图）中的每个顶点表示$d$级量子系统而不是量子比特。证明了多重超图与$d$级超图状态之间存在一一对应关系。证明了当一个多重超图的一部分与另一部分连通时，对应的子系统是纠缠的。更一般地说，多重超图的结构揭示了相应量子态的纠缠特性。此外，我们还讨论了它们与一些著名的状态类的关系，例如，实等权状态和稳定器状态。研究了这些态对广义$Z$（$X$）操作和$Z$（$X$）测量的响应。Bell非定域性是实现许多量子信息任务的重要资源。
2017-09-28 quant-ph
Experimental demonstration of high-dimensional photonic spatial entanglement between multi-core optical fibers
多维光子量子的光纤传输保证了每个光子的高信息容量而不受空间限制。本文利用空间光调制器和单模光纤组成的量子态分析仪，对空间量子在多芯光纤中的传输和光纤间纠缠的测量进行了实验研究。量子态层析重建了四维纠缠态，通过二维子空间的并发和一个高维Bell型CGLMP不等式验证了纠缠态的非定域性.
2016-10-14 quant-ph
Verifying Genuine High-Order Entanglement
多自由度多体多能级量子系统中的高阶纠缠在量子基础和量子工程中起着重要的作用。不受系统复杂性限制的高阶纠缠是任何一般纠缠实验的迫切需要。在这里，我们介绍了一个计划，以有效地检测真正的高阶纠缠，如状态接近真正的qudit Bell，Greenberger-Horne-Zeilinger，和集群状态以及多级多自由度超纠缠。所有这些都可以通过每个DOF的两个局部测量设置来识别，而不管qudit或DOF编号如何。所提出的验证与进一步的实用程序，如保真度估计可以铺平道路，通过显着减少测量开销的实验。
2010-11-23 quant-ph
