A Return to the Optimal Detection of Quantum Information
1991年，Asher Peres和William Wootters写了一篇关于量子信息的非定域处理的开创性论文[ \textit{Phys. Rev. Lett.} \textbf{66} 1119（1991）]。我们回到他们的经典问题，并在不同的背景下解决它。具体来说，区分“双三”合奏与最小的错误，我们证明了全球业务是更强大的本地操作与经典通信（LOCC）。更重要的是，最佳LOCC概率与通过可分离操作（SEP）获得的概率之间存在有限的差距。此外，我们证明了一个双向的，自适应LOCC策略总是可以击败单向协议。我们的结果提供了第一个已知的两个量子位纯态中“无纠缠非定域性”的实例。
2013-04-04 quant-ph
Experimental Eavesdropping Based on Optimal Quantum Cloning
量子密码的安全性是由不可克隆定理保证的，这意味着窃听者复制传输的未知状态的量子比特会引起量子比特的扰动。然而，在实际的密码系统中，必须允许一定程度的干扰来覆盖，例如，传输损耗窃听者可以通过用更好的信道替换有噪声的信道，并通过对干扰它们但低于合法用户假设的噪声水平的传输量子比特进行近似克隆来攻击这样的系统。我们利用一种新研制的光子多功能量子克隆器[K. Lemr等人，A85，050307（R）（2012）]。我们证明了我们的最佳克隆设备具有高成功率，使窃听可能隐藏在通常的传输损耗。我们相信，这个实验可以刺激对量子克隆的其他操作应用的探索。
2013-05-02 quant-ph
Interleaved Benchmarking with Single-Qubit References
National University of Science and Technology “MISIS”（国立科技大学 MISIS）；Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；Institute of Nanotechnology of Microelectronics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院微电子纳米技术研究所）
本文提出基于单量子比特参考的XEB方法，通过理论分析和实验验证，改进了交错门保真度估计，提升了量子门基准测试的精度与可靠性。
2026-08-26 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
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
Unconditional security of the Bennett 1992 quantum key-distribution scheme with strong reference pulse
证明了原Bennett 1992协议在强参考脉冲下的无条件安全性。我们表明，我们可以在接收器之前将投影放置到适当定义的量子位空间上，这使得分析像基于量子位的协议一样简单。与基于单光子的量子比特不同，即使在有损信道之后，在该方案中识别的量子比特也几乎肯定会被接收器检测到。这导致密钥生成速率与信道传输速率成比例，以便适当选择实验参数。
2009-09-03 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
Quantum reverse-engineering and reference frame alignment without non-local correlations
未知量子比特基本门的估计和参考系的对准在形式上是相同的问题。使用量子态的$N$量子比特，我们表明，这两个问题的理论精度限制，这表现为$1/N^{2}$，可以渐近地达到协变协议，利用量子相关的内部自由度，而不是更脆弱的纠缠之间的遥远的各方。这将实现密集协变编码协议的精度所需的量子比特数量减少了一半。
2004-05-18 quant-ph
Symmetric construction of reference-frame-free qudits
利用一种对称方案将$N$自旋为1/2的组分（物理量子比特）耦合到具有总角动量的态$N/2-1$，构造了$d=N-1$维的旋转不变逻辑量子.通过这种构造，可以对所有量子态进行编码，并实现所有量子测量。所有相关对象的旋转不变性使得人们能够传输量子信息，而无需在交换量子的各方之间对准参考系。我们说明的方法明确的参考系-免费的量子比特和qutrits的结构，量子比特的情况下，可能的实验实施意见。
2008-10-17 quant-ph
Fields of quantum reference frames based on different representations of rational numbers as states of qubit strings
在本文领域的量子参考系规范变换的合理弦状态的基础上描述的方式，希望，使他们更容易理解比他们的描述在以前的文件。这里所采用的方法基于三个要点：（1）有大量不同的量子理论表示自然数，整数和有理数作为量子比特串的状态。(2)对于每一种表示，有理弦状态的柯西序列给出了实数（和复数）的表示。参考系与每个表示相关联。(3)每个框架包含所有数学和物理理论的表示，这些理论具有实数和复数的表示作为理论的标量基础。这些点和其他方面的结果字段，然后讨论和合理的一些细节。本文还讨论了将框架场与物理联系起来的两种不同方法。
2006-11-13 quant-ph
Measuring concurrence in qubit Werner states without aligned reference frame
真并发度是多体纠缠的一个标准量化因子，它的检测和量化仍然是一个理论和实验上的难题。尽管已经对多体纠缠的检测做出了许多努力（例如，使用纠缠见证）测量多体纠缠的程度通常需要关于量子态的密度矩阵的精确形状的一些知识。这种密度矩阵的实验重建可以通过全状态断层摄影来完成，这相当于使远距离方共享公共参考系和良好校准的设备。虽然这种假设通常是隐含在理论工作中，建立一个共同的参考系，以及在实验情况下对齐和校准测量设备从来没有琐碎的任务。因此，是否可以放宽具有共享参考系和校准设备的要求是一个有趣且重要的问题。在这项工作中，我们从理论和实验两方面研究了广义Greenberger-Horne-Zeilinger态在没有共享参考系和校准设备的情况下在单个量子比特上随机选择测量的真正并发。我们提出了真正的并发和所谓的非局部体积，最近推出的非局部性指标之间的关系。
2021-05-13 quant-ph
Single-shot Distinguishability and Anti-distinguishability of Quantum Measurements
本文研究单次机制下量子测量的区分与反区分问题，在四种探测与测量后状态访问场景中给出解析结果，并构造实例揭示场景间无层级关系。
2025-08-17 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
Characterizing entangled state update in different reference frames with weak measurements
本文研究相对论情境下多粒子纠缠量子比特经弱测量后的态更新，通过解析与 Monte-Carlo 模拟揭示随机性和干涉如何保证不同参考系描述一致，并实现基于指针位置的远端可观测量预测。
2025-02-11 quant-ph
Adaptive estimation of qubits by symmetry measurements
分析了基于对称信息的有限样本量子态估计。所使用的测量概念将未知量子位与参考状态进行比较。我们明确地描述了一种自适应策略，提高了这些测量的估计保真度。
2008-12-15 quant-ph
Quantum cobwebs: Universal entangling of quantum states
让一个未知的量子比特与一种类型的参考态纠缠在一起通常是不可能的。然而，使未知量子位与两种类型的参考状态纠缠是可能的。为了实现这一点，我们引入了一类新的状态称为零和振幅（ZSA）的多体，纯纠缠态的量子比特和研究其显着的特点。利用共享ZSA态、局域操作和经典通信，给出了一个在遥远的地方产生未知量子态与两种参考态的多体纠缠态的方案.这提供了一种将未知的纯量子比特态编码成多量子比特纠缠态的方法。我们量化了创建通用纠缠态所需的经典和量子资源的数量。这可能是多方量子比特隐藏的最强形式。
2002-03-12 quant-ph
Decoherence-full subsystems and the cryptographic power of a private shared reference frame
我们证明了私有共享参考系可以在公共量子信道上进行私有量子和私有经典通信。这样的帧构成了一种新型的私有共享相关（不同于私有经典密钥或共享纠缠），对密码学有用。我们提出了最佳有效的计划，私人量子和经典通信给定有限数量的量子比特传输通过一个不安全的通道，并给出一个私人共享笛卡尔框架和/或私人共享的参考排序的量子比特。我们表明，在这种情况下，它是有用的，引入一个退相干完整的子系统的概念，其中每个状态被映射到完全混合状态下的退相干的作用。
2004-09-23 quant-ph
Exponential Advantage of Quantum over Classical References in Leakage Detection
Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文提出利用量子参考实现无需经典描述的泄漏检测，证明相干测量方案在零误报下具有指数级样本优势，远超经典测量优先方法。
2026-09-30 quant-ph
Reference frame independent quantum key distribution
我们描述了一个基于纠缠量子比特对的量子密钥分发协议，该协议在一个未知且缓慢变化的参考系环境中在两个合作伙伴之间生成一个安全的密钥。粒子输送的方向是必需的，但计算基态之间的相位不需要是已知的或固定的。该协议可以简化现有设置的操作，并立即应用于新兴的场景，如地球到卫星链路和集成光子波导的使用。我们计算了两个量子比特源的渐近密钥速率，这与白噪声的六态协议的速率一致。我们给出了更高维系统的协议的推广，并详细说明了在三维Qutrit情况下的物理实现方案。
2010-03-04 quant-ph
Phase Stabilization of a Frequency Comb using Multipulse Quantum Interferometry
从频率梳和原子量子比特之间的相互作用，我们推导出用于确定载波包络偏移相位的量子协议，使用量子比特相干性作为参考，并且不需要倍频或倍频程跨越梳。与普通干涉协议相比，多脉冲协议导致灵敏度O（N^{-2}）随着所涉及的激光脉冲的数目N的多项式增强。我们提出了使用光学或超精细量子比特，拉姆达计划和拉曼跃迁的协议的专业化，并介绍了参考是另一个相位稳定的CW激光器或频率梳的方法。
2014-03-04 quant-ph
Error correction code for protecting three-qubit quantum information against erasures
我们提出了一种量子纠错码，它保护量子信息的三个量子比特（qubit）不受一次擦除的影响，即，一个已知位置的单量子位任意错误。为了实现这一点，我们通过将量子信息分布在六个量子比特上来编码原始状态，这是本任务的最小数量（参见参考文献[1]）。给出了这种码的编码和错误恢复操作。注意，本代码也是每个量子比特上的三量子比特量子隐藏信息代码。此外，提出了一种在每个量子比特上隐藏$n$ -量子比特量子信息的编码方案。
2002-03-20 quant-ph
Interpreting quantum reference frame transformations through a simple example
本研究通过一个三量子比特系统示例，对比三种量子参考系框架的变换规则，揭示其物理与概念差异，并阐明各方法的操作含义及适用情境。
2025-09-26 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
Reference frame independent Einstein-Podolsky-Rosen steering
用于测试或利用量子相关性的协议--例如纠缠、贝尔非定域性和爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向--通常假设双方之间有一个共同的参考系。建立这样的框架是资源密集型的，并且对于远距离的各方可能在技术上要求很高。虽然当双方有一个或没有共享参考方向时，对于一大类两量子比特纠缠态，可以以很高的概率证明贝尔非定域性，但观察到的非定域性程度取决于测量方向，并且可以任意小。相比之下，我们从理论上证明，转向可以证明与100%的概率，为更大的一类状态，在旋转不变的方式，并在各种情况下，实验证明旋转不变的转向。通过与Cavalcanti等人[J. Opt. Soc. Am. B 32，A74（2015）]，我们推导出的转向不等式是每边两个设置和具有最大混合约化（局部）状态的两个量子比特状态的情况下的最佳旋转不变不等式。
2016-11-22 quant-ph
Investigating an approach of robustly self-testing two-qubit entangled states
本文将已有量子 assemblages 鲁棒自检验框架应用于两量子比特纠缠态，获得新的保真度界并与其他方法比较。
2025-02-10 quant-ph
Quantum communication without alignment using multiple-qubit single-photon states
我们提出了一种利用单光子的偏振和横向空间自由度在子空间中编码逻辑量子比特的方案，该子空间可以防止围绕传播轴的集体旋转。这种编码允许量子密钥分发而不需要共享的参考系。我们提出了利用当前的下转换光源和线性光学产生两个逻辑量子比特纠缠态的方法，并表明这些纠缠逻辑态的量子信息方案的应用允许贝尔不等式，量子密集编码和量子隐形传态的无干扰测试。
2007-03-07 quant-ph
Necessary and Sufficient Conditions for Local Unitary Equivalence of Multi-qubit States
我们推导出两个一般（纯的或混合的）$n$ -量子比特态的LU-等价的充分必要条件，以及我们确定连接它们的本地酉算子。几乎所有的相关信息都包含在所研究的多量子比特态的$1$ -量子比特约化矩阵中。我们的技术依赖于确定{ \it ab initio}所有的局部对称性和相应的局部循环酉算子。为了导出上述条件，我们使用多量子比特状态的参考形式，其定义需要1-量子比特约化矩阵的对角化。基于这些条件，我们提出了一个简单的协议来决定是否两个$n$ -量子比特状态是LU等价的。
2015-04-14 quant-ph
Ligand-field contributions to spin-phonon coupling in a family of Vanadium molecular qubits from multi-reference electronic structure theory
分子电子自旋是设计量子计算体系结构最有前途的基础之一。然而，这一技术的进步需要在环境温度下的自旋寿命的增加。自旋-声子耦合已被认为是决定分子晶体中高温自旋弛豫的关键相互作用，寻找控制这种相互作用的化学设计原理是该领域的一个基本挑战。在这里，我们提出了一个多参考的第一性原理分析的g-张量和自旋-声子耦合在一系列的四exa-坐标钒（IV）分子复合物，其中儿茶酚配体供体原子逐渐从氧硫，硒和碲。多参考电子结构理论结果的配位场解释使得有可能合理化的分子g-位移和平均自旋-声子耦合系数之间的相关性，揭示自旋轨道耦合，化学键共价性和d类轨道的能量分裂在自旋弛豫中的作用。我们的研究揭示了金属配体共价性和电子激发态能量分离的同时增加作为分子量子比特中长自旋晶格寿命的最佳策略的关键要素。
2019-12-10 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
The two-qubit singlet/triplet measurement is universal for quantum computing given only maximally-mixed initial states
该研究证明了STP=BQP猜想，证实仅需最大混合单量子比特初始系综，双量子比特单重态/三重态测量就具备量子计算通用性，为量子计算提供了参考系无关、基元简单易实现的新方法。
2023-11-09 quant-ph
A quantum algorithm for obtaining the energy spectrum of a physical system without guessing its eigenstates
我们提出了一个量子算法，提供了一个通用的方法来获得一个物理系统的能量谱，而不猜测其本征态。在该算法中，探测量子位耦合到量子寄存器$R$，该量子寄存器由一个辅助量子位和代表系统的$n$ -量子位寄存器组成。$R$是在一般的参考状态准备，和一般的激发算子作用于$R$被构造。只有当探针与从参考态到包含系统本征态的$R$的激发态的跃迁共振时，探针才表现出动态响应。通过改变探针的频率，可以得到系统的能谱和本征态。
2014-02-18 quant-ph
Experimental Verification of Anisotropic Invariance for Three-Qubit States
我们通过制备和测量偏振路径纠缠的三量子比特态，实验测试了最近预测的纯三量子比特态的各向异性不变性。这些性质不需要对齐的参考系，并且可以通过对任何两个量子位的测量来确定。他们有几个应用，如一个普遍的排序成对的量子相关性，强一夫一妻制关系的贝尔不等式和量子转向，和贝尔非定域性与3-缠结的互补关系，其中一些我们也测试。结果表明，各向异性不变性，加上三个量子比特布洛赫矢量长度，可以提供一个强大的和完整的不变量集，这种状态下的局域幺正变换。
2018-11-21 quant-ph
Davies maps for qubits and qutrits
研究了与热库弱耦合的N能级量子系统的动力学行为.对于任何固定的熔池温度，都存在一个自然的参考状态：系统的平衡态。在系统的所有量子操作中，Davies映射是唯一的，它们保持平衡态，满足细致平衡条件，属于一个半群。给出了三维量子比特Davies映射集的一个完整刻画。我们对这些映射进行了分析，找出了它们的最小输出熵.还提供了qutrits的Davies映射的特征。
2009-12-01 quant-ph
An Information-Theoretic Principle for Optimal Quantum Encoding: Tight Frames and Equiangular Ensembles
The University of Melbourne（墨尔本大学）
从信息论角度研究经典数据的最优量子编码，证明最大量子泄漏是编码策略的通用质量度量，并给出最优编码的构造条件。
2026-10-09 cs.IT math.IT quant-ph
Qubit Reset with a Shortcut-to-Isothermal Scheme
针对有限时间和有限可控性条件下量子比特重置的能量代价问题，本文提出一种捷径等温方案，并通过最优控制方法在有无非完整约束两种情况下实现能量代价最小化，为高效量子比特重置提供理论参考。
2023-10-29 quant-ph
Entanglement assisted alignment of reference frames using a dense covariant coding
我们提出了一个程序的灵感来自密集编码，这使得一个高效的连续性质的信息传输。该过程要求发送者和接收者共享最大纠缠态。我们通过量子系统处理对齐参考系或三面体的具体问题。我们找到了最佳的协变测量，并计算相应的平均误差，它具有非常简单的封闭形式。简要讨论了这一过程与量子比特上的酉变换估计的联系。
2004-04-28 quant-ph
Experimental Tabletop Petz recovery of a photonic qubit
National Laboratory of Solid State Microstructures, College of Engineering and Applied Science, Nanjing University（南京大学工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）
本文通过可调退相干和耗散的信道实现Petz恢复映射，首次展示桌面可逆性，以资源高效方式部分恢复量子信息。
2026-06-11 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
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
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
Quantum disentanglers
不可能将处于未知状态$|ψ>$的量子位从在特定参考状态$|0>$中制备的（N-1）个辅助量子位的集合中解开。也就是说，不可能{ \em完美}执行转换$(|ψ,0...,0\r +|0,ψ,...,0\r +...+ |0,0,...ψ\r) \to |0,...,0>\otimes |ψ>$。问题是我们能做得多好？我们考虑了许多不同的方法，从一个纠缠态中提取一个未知态，该纠缠态是由该量子比特和一组处于已知态的辅助量子比特形成的。正如预期的那样，测量整个系统是效率最低的方法。我们提出了各种量子“设备”，从辅助量子位集合中解开未知量子位。特别是，我们提出了最佳的通用解纠缠的未知量子比特的保真度，这并不依赖于量子比特的状态，和概率解纠缠，执行完美的解纠缠变换，但概率小于1。
2000-06-09 quant-ph
Quantum state tomography of undetected photons
本文提出一种量子态层析技术，通过辅助量子比特和路径同一性，在不直接探测目标量子比特的情况下重建其状态，并在光子偏振态上实验验证，原理可推广至其他量子实体。
2023-07-22 quant-ph
Entanglement-assisted communication in the absence of shared reference frame
Alice想要将参数的值传达给Bob，而她与Bob不共享参考系。她能用什么物理物体来完成这项任务？她应该把这个值编码成两个物理向量之间的角度，比如两个自旋之间的角度吗？她能从使用纠缠中受益吗？我们在这里解决这些问题，并表明两个量子比特的纠缠态有三个参数是不变的参考系的变化。我们还计算了平均信息增益，当这些参数中的每一个用于通信。我们将结果与可分态的特殊情况进行了比较，发现纠缠增强了信息增益。
2019-05-02 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
Tailoring quantum error correction to spin qubits
本研究针对自旋量子比特的特性，考察多种仅需最近邻连接的先进纠错码，给出适配的量子比特布局，并在电路级噪声下分析其性能，为自旋量子比特平台的纠错实现提供参考。
2024-03-13 quant-ph
A Tutorial for Characterizing Transmon Qubits
Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西中央物理研究中心）
本文提供可调谐Transmon量子比特表征与优化的完整工作流程教程，涵盖低温设置、参数放大器操作、磁通甜点识别、脉冲校准和读出优化等步骤。
2026-06-02 quant-ph
Relativistic quantum reference frames: the operational meaning of spin
自旋是量子位的最好例子。自旋量子位中的编码和解码信息通过非相对论（即，低速）限制。然而，在相对论范围内的自旋的操作定义是缺失的。这一困难的根源在于，一方面，在洛伦兹增强的参考系中，自旋与动量纠缠在一起，另一方面，对于以速度叠加运动的粒子来说，不可能“跳”到它的静止系，在静止系中，自旋是明确定义的。在这里，我们找到了一个对应于“洛伦兹助推叠加”的量子参考系变换，使我们能够变换到相对于实验室坐标系处于相对论动量叠加中的粒子的静止坐标系。这使我们能够首先移动到粒子的静止坐标系，在那里定义自旋测量（通过Stern-Gerlach实验程序），然后移动回实验室坐标系。这样，我们在实验室框架中找到了一组“相对论性Stern-Gerlach测量”，以及一组满足自旋$\mathfrak{su}(2)$代数的观测量。这一操作过程提供了一种检验自旋相对论特性的具体方法，并为在特殊相对论范围内设计自旋量子信息协议开辟了可能性。
2019-09-02 quant-ph
Trapped ion qubit and clock operations with a visible wavelength photonic coil resonator stabilized integrated Brillouin laser
本文首次利用芯片级集成布里渊激光器与3米线圈谐振器参考腔，在囚禁$^{88}$Sr$^+$离子上实现了光钟和量子比特操作，展示了拉比振荡、99%保真度的态制备与测量以及高频率稳定度，推动了原子量子系统的集成化与便携化。
2024-02-26 quant-ph
Distribution of Bell State Entanglement in Qubit Networks via Collision Models
Turkish-German University（土耳其-德国大学）；Koç University（科奇大学）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；TÜBİTAK Research Institute for Fundamental Sciences (TBEA)（土耳其科学技术研究协会基础科学研究所（TBEA））
本文提出利用碰撞模型在量子比特网络中可控分布纠缠，通过环境辅助量子比特与网络节点的可调哈密顿交互，实现不同量子比特对的纠缠生成，包括非相邻节点。
2026-09-09 quant-ph
Robust, self-consistent, closed-form tomography of quantum logic gates on a trapped ion qubit
我们介绍并实验证明：（1）一个称为“门集层析成像”（GST）的框架，用于自洽地表征黑盒量子器件上的整个量子逻辑门集;（2）一个显式的线性反转门集层析成像（LGST）的封闭形式协议，其可靠性与诸如局部极大似然值等病理无关;以及（3）一种简单的协议，用于在不参考目标门的情况下，基于其预测一组测试实验的良好程度，客观地对断层摄影估计的准确性进行评分。我们使用门集层析术来表征单个捕获离子量子比特上的一组Clifford生成门，并比较（i）标准过程层析术;（ii）线性门集层析术;和（iii）极大似然门集层析术的性能。
2013-10-16 quant-ph
Relativistic quantum information theory and quantum reference frames
本论文是相对论量子信息理论研究和量子参考系研究的综述。前一类的研究提供了弯曲时空中定域量子比特的量子信息理论的基本结构。例如，这涉及对地球附近自由空间光子和电子的量子实验。从场论的局部量子比特的描述，在弯曲的时空中的经典轨迹得到的光子和大量的自旋1/2费米子。确定了二维量子态及其绝对相位的演化方程。这些量子比特的量子信息理论，然后开发。从场论出发，导出了自旋为1/2的大质量费米子的Stern-Gerlach测量形式.在后一类研究中，对于参考系是量子系统的情况，考虑改变参考系的过程。作为这一过程的一部分，它表明，退相干必然引起任何量子系统相对于这些框架。这个过程中探索使用的例子涉及量子参考系的相位和方向。量化改变量子参考系的影响为量子实验中的这一过程提供了理论描述，并作为发展理论的相对性原理的第一步，其中包括参考系的所有对象都必须是量子的。
2013-12-17 gr-qc quant-ph
Experimental demonstration of work fluctuations along a shortcut to adiabaticity with a superconducting Xmon qubit
在“捷径到绝热性”（STA）协议中，抑制参考“绝热”轨迹的非绝热跃迁的反绝热哈密顿量在量子热力学的框架中引起工作成本的量子不确定性。根据最近导出的理论[Funo et al 2017 Phys. Rev. Lett. 118 100602]，我们在一个高质量的超导Xmon量子位中进行了STA工作统计的实验测量。通过冻结哈密顿量和冻结布居技术，我们在实验上实现了对给定初始本征态的功分布的两点测量。我们的实验统计验证了（i）平均STA功的守恒性和（ii）STA超额功涨落与量子几何张量之间的相等性。
2018-05-28 quant-ph
DA-CASE: reusable measurements for adaptive quantum subspaces
Institut Teknologi Bandung（印度尼西亚理工学院）
该研究提出DA-CASE方法，以单参考测量架构及资源账本实现量子子空间的可复用测量，在小实例中优化了测量设置等资源并降低了投影矩阵方差。
2026-08-11 quant-ph
Highly photon loss tolerant quantum computing using hybrid qubits
我们研究了一种利用光混合量子比特进行拓扑量子计算的方案，并与以前的全光方案进行了广泛的比较。我们表明，Omkar { \it et al}报道的光子损失阈值。[Phys. Rev. Lett. 125，060501（2020）]可以通过采用后选择和基于多Bell态测量的纠缠操作来进一步改进，以创建一种特殊的簇态，称为用于拓扑量子计算的Raussendorf晶格。特别地，光子损失阈值被增强到$5.7\times10^{-3}$，这是给定合理误差模型的最高报告值。与上述参考文献中的方案相比，这种改进是以消耗一个数量级的更多资源为代价获得的。尽管如此，与其他已知的容错量子计算的光学方案相比，该方案仍然是资源有效的。
2020-11-09 quant-ph
