Towards a unified approach to information-disturbance tradeoffs in quantum measurements
我们证明了[F. Buscemi，M. Hayashi和M. Horodecki，Phys.Rev.Lett. 100，210504（2008）]使得有可能统一为了导出量子理论中的信息-扰动权衡而采用的各种且通常不等价的方法。我们特别关注这些权衡，构成了绝大多数关于这个问题的文献，其中扰动被定义为平均输出保真度或纠缠保真度。
2008-10-07 quant-ph
Information-disturbance tradeoff for spin coherent state estimation
我们展示了如何量化的信息量之间的最佳权衡检索的量子测量在估计一个未知的自旋相干态和状态本身的干扰，以及如何获得相应的最小干扰测量。
2006-12-11 quant-ph
Information-disturbance tradeoff in covariant quantum state estimation
我们提供了一个通用的框架，量化的最佳折衷之间的信息检索的量子测量和干扰的量子态的协变量子态估计。
2007-02-05 quant-ph
Entropic information-disturbance tradeoff
我们发现在量子测量和演化中的扰动的习惯的基于量子数的定义中的缺陷。我们引入的“熵扰动”D，并表明它充分措施的扰动程度，打算基本上作为一个不可逆的变化的系统的状态。我们还发现它符合信息-扰动折衷，即初始状态的本征值与测量结果之间的互信息小于或等于D。
2006-09-06 quant-ph
Tradeoff Relation between Information and Disturbance in Quantum Measurement
当我们通过量子测量从系统中提取信息时，由于测量的反作用，系统的状态被扰动。许多研究已经进行了定量制定信息和干扰之间的权衡关系。从估计理论的角度，我们制定了信息和干扰之间的权衡关系，并推导出它们之间的一个不等式。信息定义为通过测量获得的经典Fisher信息，扰动定义为量子费舍尔信息的平均损失。我们表明，纯粹的和可逆的测量实现平等的不等式。我们还确定了两个量子态之间的各种发散满足类似关系的必要条件。所得到的关系不仅对量子相对熵成立，而且对最大量子相对熵也成立。
2015-05-06 quant-ph
Probing qubit by qubit: properties of the POVM and the information/disturbance tradeoff
我们解决了量子比特系统的正算子值测度（POVM）类，该系统是通过将信号量子比特与探测量子比特耦合，然后在唯一的探测系统上进行投影测量而获得的。这些POVM代表了最简单的量子比特POVM，分别依赖于3+3+2=8个自由参数，这些参数描述了探测量子比特的初始制备、代表幺正耦合的Cartan和输出端的投影测量。我们详细分析了POVM矩阵元素的性质，并在给定的自由参数范围内研究了它们的值。我们还详细分析了不同范围的自由参数的信息和干扰之间的权衡，显示，除其他事项外，i）典型值的权衡接近最优和ii）即使使用最大混合探针可以实现最佳的权衡。
2014-06-30 quant-ph
Optical spin-wave storage in a solid-state hybridized electron-nuclear spin ensemble
固态杂质自旋与光学控制目前正在研究量子网络和中继器。其中，稀土离子掺杂晶体作为光的量子存储器是有希望的，具有潜在的长存储时间，高多模容量和高带宽。然而，对于自旋，通常在有利于电子自旋的带宽和有利于核自旋的存储时间之间存在权衡。在这里，我们提出了使用高度杂化的电子-核超精细态的光存储实验在$^{171}$ Yb $^{3+}$：Y $_2$ SiO $_5$，其中的杂化可以提供长的存储时间和高带宽。我们达到了1.2 ms的存储时间和10 MHz的光存储带宽，其目前仅受光控制脉冲的拉比频率的限制。在这个原理证明演示中，内存效率大约为3%。该实验构成了第一个使用任何具有电子自旋的稀土离子的自旋态的光存储。这些结果为具有高带宽、长存储时间和高多模容量的稀土基量子存储器铺平了道路，这是量子中继器的关键资源。
2020-04-24 quant-ph
The Information-Disturbance Tradeoff and the Continuity of Stinespring's Representation
Stinespring膨胀定理是量子信道的基本结构定理：它指出任何量子信道都是从一个更大系统上的幺正演化中产生的。在这里，我们证明了一个连续性定理Stinespring的膨胀：如果两个量子信道是接近的cb-范数，那么它总是可以找到酉实现是接近的运营商范数，与维数无关的界限。这一结果将Uhlmann定理从状态推广到信道，并允许推导出量子信道中的信息-干扰权衡公式，以及无广播定理的连续性估计。我们简要地讨论了量子密码学，热化过程和黑洞信息丢失之谜的进一步影响。
2006-04-30 quant-ph
Information - Disturbance Tradeoff in the Estimation of a Unitary Transformation
我们解决的问题的信息干扰权衡相关的量子变换的估计，并显示如何提取信息的黑盒子导致相应的输入输出演化的扰动。在一个黑盒子进行幺正变换的情况下，根据不变测度随机分布，我们给出了问题的完整解决方案，导出了最佳权衡曲线，并给出了最佳量子网络的显式构造。
2010-11-10 quant-ph
Performance-tradeoff relation for locating two incoherent optical point sources
用于估计各个参数的最佳量子测量可能彼此不兼容，使得它们不能联合执行。不同参数的估计精度之间的权衡可以用信息遗憾--Fisher信息与其量子极限之间的差异来表征。我们表明，信息后悔权衡关系，可以给我们不仅是一个直观的图片的潜力，在改进联合计划估计的质心和分离，但也有一些线索的顺序计划的最佳测量。特别是，我们表明，对于两个不相干的点源与一个非常小的分离，分离的最佳测量必须提取很少的信息的质心，反之亦然。
2022-06-10 quant-ph
Tradeoff relations between accessible information, informational power, and purity
可访问信息和信息功率分别量化了可以从量子系综和通过量子测量提取的最大信息量。在这里，我们调查的可访问的信息（信息功率，分别）和合奏的状态（测量的元素，分别）的纯度之间的权衡。在任意给定的纯度下限下，我们计算了最小信息功率，并证明了它是通过去极化均匀分布测量获得的;我们给出了可达信息的下限。在任何给定的纯度上界下，i）我们计算了最大可达信息，并表明它是由至多两个不同的非零本征值的成对交换态的系综获得的; ii）我们给出了最大信息功率的下界。目前的结果，作为推论，新的充分条件的紧密性的Jozsa-Robb-Wootters下界的可访问的信息。
2018-10-11 quant-ph
Conjectured Strong Complementary Information Tradeoff
我们推测了一个新的熵不确定原理，该原理控制在给定量子态形式的辅助信息的系统上进行的互补观测的熵，推广了Maassen和Uffink的熵不确定关系[Phys. Rev. Lett. 60，1103（1988）]。我们通过采用Christandl和Winter关于量子信道的类似结果[IEEE Trans.Inf.Theory 51，3159（2005）]证明了某些共轭可观测量的特殊情况，并讨论了该结果在量子系统解耦和量子密码安全分析中的可能应用。
2009-07-10 quant-ph
Information-disturbance tradeoff in quantum measurement on the uniform ensemble and on the mutually unbiased bases
我考虑的信息之间的权衡获得一个初始未知的量子态，和测量过程中造成的干扰，该状态。我表明，对于任何分布的初始状态，信息扰动前沿是凸的，和扰动是不减少的信息增益。我认为最一般的量子测量模型，和所有测量后的动力学与给定的测量兼容。对于均匀的初始分布状态，我表明，干扰最小的方式进行任何测量是与条件动态满足推广的投影公设，''平方根动态。因此，达到信息-干扰边界上的一个点的过程可以被假设为涉及这种条件动态。此外，均匀系综的信息扰动前沿可以用“各向同性”（酉协变）动力学来实现。这导致在这种情况下用于计算折衷的优化问题的显著简化，从而为封闭形式的解决方案带来希望。我还表明，离散系综均匀的d（d+1）向量的一组d+1 "相互无偏“或共轭基地在d维形式球形2-设计CP_{d-1}时，d是一个权力的奇素数。这意味着，许多文件的结果也适用于这些离散的合奏。
2002-05-24 quant-ph
Quantum Time-Space Tradeoffs for Sorting
我们研究了序列量子线路模型中排序的复杂性。虽然众所周知，一般来说，仅基于比较的量子算法在时间复杂度上不能超过经典排序算法超过一个常数因子，但这在空间有界的设置中是错误的。我们观察到，对于所有的存储边界n/ \log n \ge S \ge \log^3 n，可以设计一个量子算法，在时间T=O（n^{3/2} \log^{3/2} n/ \sqrt S）内对n个数字进行排序（仅使用比较）。然后，我们展示了在一般排序算法中从多项式大小范围中对$n$数进行排序的时间-空间权衡的以下下限（不一定基于比较）：TS=Ω（n^{3/2}）。因此，对于S的小值，上界几乎是紧的。传统上，排序的时间-空间折衷是TS=Θ（n^2）。
2003-05-22 cs.CC quant-ph
Information Tradeoff Relations for Finite-Strength Quantum Measurements
本文给出了一种新的方法来量化民间的观念，即量子测量会给被测系统带来扰动。我们考虑两个观察者谁最初分配相同的混合态密度算符的两个状态的量子系统。我们要解决的问题是，通过测量，一个观察者可以在多大程度上增加他的密度算符的纯度，而不影响另一个观察者的纯度。如果对第一个观测者的测量没有限制，那么他可以通过测量初始密度算符的本征基来实现这一点。然而，如果允许的测量是有限强度的测量，即，这些测量严格地在所有测量的凸集的内部-那么问题变得明显更复杂。我们发现，对于一大类这样的测量，第一个观察者的纯度增加最精确的时候，有一些损失的纯度为第二个观察者。更一般地说，两种纯度之间的权衡，当它存在时，形成单调关系。这种折衷在量子态控制和反馈中具有潜在的应用。
2000-09-25 quant-ph
Experimental test of the tradeoff relation in weak measurement
Y. K. Cheong和S. W. Lee [Phys. Rev. Lett. 109、150402（2012）]。他们的结果对任意d能级量子系统都是有效的。针对量子信息中常用的量子比特系统，可以得到一个尖锐的折衷关系。在这封信中，这种折衷关系的实验验证与偏振编码的单光子从量子点。进而实现了弱测量算子的完全遍历，并得到了到该折衷关系最小上界的映射。我们的结果补充了理论工作，并提供了一个普遍的标尺弱测量的表征。
2013-06-05 quant-ph
Exact Tradeoff Between Quantum Error Correction and Quantum Darwinism: An Information-Theoretic No-Go Theorem
Nanyang Technological University（南洋理工大学）
该研究建立了量子纠错与量子达尔文主义间的精确权衡关系，证明逻辑保真度超临界阈值会阻碍达尔文主义冗余度出现，首次给出二者的定量信息论联系。
2026-08-05 quant-ph
Information Disturbance Tradeoff in Bidirectional QKD
本文基于量子网络形式构建网络，证明区分互偏酉基算子的信息扰动权衡等同于基于 Haar 测度估计 SU(2) 算子，并将其作为针对双向量子密码协议的自然攻击策略。
2024-03-28 quant-ph
Better Heisenberg limits, coherence bounds, and energy-time tradeoffs via quantum Rényi information
共轭量子观测量的雷尼熵的不确定关系被用来获得一个强海森堡极限的形式${\rm RMSE} \geq f(α)/(\langle N\rangle+\frac12)$，约束的均方根误差的任何估计的随机光学相移的平均光子数，其中$f(α)$是最大化的非香农熵。相关的简单而强的不确定性关系相关联的光子数分布，如$ΔΦ\geq \max_n p_n$，也得到了。这些结果通过与不对称性和卷积相关的量子通信信道的Rényi互信息的上界和下界得到了显着加强，并应用于酉移位参数（如旋转角度和时间）的估计（具有先验信息），并获得相干性度量的强界。得到了更清晰的Rényi熵不确定关系，包括离散谱哈密顿量的时间-能量不确定关系。在后一种情况下，几乎周期Rényi熵引入非周期系统。
2022-11-17 quant-ph
Optimizing measurement tradeoffs in multiparameter spatial superresolution
该研究针对两个非相干点光源质心与间距联合估计的量子Cramér-Rao界无法饱和、最优测量未知的问题，确定了小间距情形下任意点扩散函数对应的可权衡最优测量，在总信息量最大的前提下可灵活分配两参数的提取信息量。
2024-06-24 physics.optics quant-ph
Universality and Optimality in the Information-Disturbance Tradeoff
我们研究了给定测量的近似版本的质量和它在测量的量子系统中引起的扰动之间的权衡。我们证明了，如果目标测量是一个非退化的冯诺依曼测量，那么最佳的权衡总是可以实现在一个两参数的家庭的量子设备，是独立的选择的距离措施。这种形式的几乎普适最优性在对距离度量（例如凸性和基底独立性）的温和假设下成立，对于最坏情况和平均情况分析，基于范数、运输成本函数、相对熵、保真度等的所有常见情况都满足这些假设。我们分析的情况下，CB-范数（或钻石范数）更一般，我们显示尺寸独立的一般冯诺依曼测量导出的最佳权衡。一个SDP解决方案提供一般POVM和存在的任意凸半代数距离措施。
2018-09-19 math-ph math.MP quant-ph
Operationally-Motivated Uncertainty Relations for Joint Measurability and the Error-Disturbance Tradeoff
我们推导出新的海森堡型不确定性关系的联合可测性和误差干扰权衡的任意可观的有限维系统。这些关系是用一个直接的操作量来表示的，即通过任何可能的测试程序来区分一个装置的实际操作与其假设的理想操作的概率。此外，它们可以直接应用于信息处理设置中，例如推断可以忠实地发送关于一个可观测量的信息的设备不会将关于共轭可观测量的任何信息泄露给环境。虽然从海森堡的原始论证中直观地显而易见，但以前只有更有限的版本形式化了这一陈述。
2014-02-26 math-ph math.MP quant-ph
Long-range entanglement is necessary for a topological storage of quantum information
在不利用母哈密顿量的性质或拓扑量子场论的形式的情况下，导出了纠缠熵与拓扑有序态个数之间的一般不等式.给定一个量子态$\ketψ$，我们得到了与$\ketψ$局部不可区分的不同态的数目的上界.上界仅由某些局域子系统的纠缠熵决定。作为一个例子，我们证明了$\log N \leq 2γ$的一个大类的拓扑有序系统的环面，其中$N$是拓扑保护态的数量和$γ$是恒定的纠缠熵的子校正项。我们讨论的应用程序的量子多体系统，没有任何低能量拓扑量子场论的描述，以及一般的量子纠错码的权衡界限。
2013-10-02 cond-mat.str-el quant-ph
Limits on the storage of quantum information in a volume of space
通过推导近似量子纠错码的折衷界，研究了量子比特晶格中可靠存储量子信息的基本限制。我们引入了局部近似可校正性和码距的概念，并给出了一些等价的公式，推广了各种精确的纠错准则。我们的折衷界限涉及物理量子位数$n$、编码量子位数$k$、码距$d$、量化擦除通道可以被反转的程度的准确性参数$δ$以及指定可以进行恢复操作的长度尺度的局部性参数$\ell$。在一个政权的恢复是成功的准确度$ε$是指数小的$\ell$，这是当地的通勤投影代码的扰动的情况下，我们的界限读取$kd^{\frac{2}{D-1}} \le O\bigl(n (\log n)^{\frac{2D}{D-1}} \bigr)$的$D$维格的欧几里德度量的代码。我们还发现，如果$δ\le O(\ell n^{-1/D})$，则任何局部近似码的码距都不能超过$O\bigl(\ell n^{(D-1)/D}\bigr)$。作为一个推论，我们制定的可纠正性的逻辑运算符避免，我们表明，代码距离$d$和大小$\tilde d$的最小区域，可以支持所有近似的逻辑运算符满足$\tilde d d^{\frac{1}{D-1}}\le O\bigl( n \ell^{\frac{D}{D-1}} \bigr)$，其中的逻辑运算符是准确的$O\bigl( ( n δ/ d )^{1/2}\bigr)$在操作规范。最后，我们证明了，对于二维系统，…
2021-10-22 hep-th math-ph math.MP
