Causal consistency requirements for gravity-induced entanglement in near-relativistic systems with internal energy
Institute for Theoretical Physics, Friedrich Schiller University Jena(耶拿弗里德里希·席勒大学理论物理研究所)
本文研究了近相对论系统中引力诱导纠缠的因果一致性要求,提出通过激发更高能级提高灵敏度,并指出非相对论处理无法避免超光速信号的可能性。
2025-03-26 quant-ph
Photonic Simulation of Beyond-Quantum Nonlocal Correlations (e.g. Popescu-Rohrlich Box) with Non-Signaling Quantum Resources
本文提出利用本质非信号的物理资源与系统间动力学关联模拟 Popescu-Rohrlich 等超量子非局域关联,并在四量子比特光子平台上验证。
2025-09-30 quant-ph
Test to separate quantum theory from non-signaling theories
贝尔检验将量子力学与经典的局域实在论物理学区分开来。然而,贝尔检验不能将量子物理与所有经典理论分开。补充了非信号相关性的经典设备,例如,Popescu-Rohrlich“非定域盒”可以通过贝尔测试,其概率至少与任何量子设备一样高。毕竟,量子纠缠不允许信号速度超过光速,因此在某种意义上是非信号相关性的较弱特例。可能在量子力学之下是一个更深层次的非信号理论。我们提出了一个测试,以区分量子理论从强大的非信号理论。该测试扩展了CHSH游戏,涉及三个类似空间的分离设备。共享三量子比特GHZ状态的量子设备可以通过测试,其概率比共享任意非信号相关性的经典设备高5.1%。更一般地说,我们给出了一个测试,k空间类分离的量子设备可以通过更高的概率比经典设备共享任意(k-1)-本地非信令相关。
2017-06-06 quant-ph
A $k$-entanglement measure complying with the many-body resource theory and its evaluation
College of Mathematics, Taiyuan University of Technology(太原理工大学数学学院);School of Mathematics, North University of China(中北大学数学学院);School of Mathematical Mathematics and Statistics, Shanxi University(山西大学数学与统计学院);Key Laboratory of Complex Systems and Data Science of Ministry of Education, Shanxi University(山西大学复杂系统与数据科学教育部重点实验室)
本文提出了一种无需凸屋顶扩展的多粒子纠缠度量$E_w^{(k,n)}$,通过公理框架和高效算法实现了对多粒子纠缠的准确度量与评估。
2026-11-02 quant-ph
Quantum Signaling to the Past Using P-CTCS
封闭类时曲线(Closed Timelike Curves,CTC)是一种有趣的相对论性物体,它允许时间旅行到过去,并可用作计算资源。在Deutschian封闭类时曲线(D-CTC)中,由于纠缠的单偶性,纠缠态之间的非局域关联被破坏。相比之下,对于后选择闭合类时曲线(P-CTC),CTC的第二变体,非局部相关性被保留。P-CTC可以被用于向过去发出非正交状态的信号,而不会破坏因果关系。在本文中,我们采取信令过去,并显示了一种方法,发送四个非正交状态的过去使用P-CTC。在构造了我们的信令协议之后,我们研究了我们的协议所导致的因果关系违反,并提出了两个一致性关系来防止它们。
2018-10-10 quant-ph
A Macroscopic Behavioral Violation of No Signaling In Time Inequalities
在本文中,我们应用了无信号的时间(NSIT)形式主义讨论的Kofler和Brukner的时间纠缠二进制人类行为无意识的选择在t1与二进制随机结果在t2。NSIT由一组不等式组成,代表宏观现实主义的数学条件,仅需要两次时间测量。对三个独立实验的分析表明,其中两个实验强烈违反了NSIT,支持t1时人类选择与t2时二元随机结果之间存在量子般的时间纠缠的假设
2015-04-19 q-bio.NC quant-ph
Are Retrocausal Accounts of Entanglement Unnaturally Fine-Tuned?
一个显式的追溯因果模型被用来分析伍德-斯佩肯斯的一般论点[1],即任何对贝尔不等式违反的因果解释都必须被不自然地微调以避免信号。该模型的无信号方面在唯一自由参数的变化下是鲁棒的,即使概率偏离标准量子理论。这种鲁棒性的最终原因,然后追溯到一个对称性假设的原始模型。一个更广泛的结论是,基于安全性的限制似乎是一种自然和可接受的微调形式,而不是一种不自然的模型操纵。如果伍德-斯佩肯斯的论证表明存在隐藏的对称性,这甚至可以被解释为支持时间对称的追溯因果模型。
2015-10-09 quant-ph
Quantum advantage for distributed computing without communication
理解量子纠缠作为一种资源在各种信息处理任务中所扮演的角色是量子信息理论的关键目标之一。本文提出了一种新的研究量子纠缠的视角:节点间无通信的函数分布式计算。为了使这种方法形式化,我们提出了身份游戏。令人惊讶的是,尽管没有信号,我们得到的非局部量子策略击败经典的在赢得概率的身份游戏起源于某些二分和多分功能。此外,我们表明,对于大多数的功能,访问一般的非信号资源,提高成功概率的两倍相比,经典的,输出的数量足够大。
2014-10-02 quant-ph
A proposal for a feasible quantum-optical experiment to test the validity of the No-Signaling Theorem
受Greenberger [Physica Scripta T76,p.57(1998)]关于超光速信号的提议的启发,并受Zou,Wang和Mandel [Phys. Rev. Lett. 67,p.318(1991)]显示在没有符合检测的多粒子纠缠中的干涉效应,我们提出了一个可行的量子光学方案,该方案旨在表明远距离双方之间的信息超光速传输能力
2013-01-20 physics.gen-ph quant-ph
Correcting for finite statistics effects in a quantum steering experiment
针对纠缠测试中有限统计导致假阳性的问题,提出一种利用半定规划的单边设备无关协议,无需层析成像即可校正表观信号效应,经实验验证违反概率显著优于现有方法,推动量子网络实用化。
2025-06-13 quant-ph
Probing entanglement across the energy spectrum of a hard-core Bose-Hubbard lattice
本研究利用 $4 \ imes 4$ 超导量子比特阵列模拟二维硬核 Bose-Hubbard 晶格,通过驱动生成叠加态并提取多体能谱中的纠缠熵,观察到能谱中心的体积律标度及边缘向面积律的交叉。
2023-12-25 quant-ph
On entanglement assistance to a noiseless classical channel
对于一个经典的信道,无论是香农容量,也不是条件概率的总和对应的成功传输的情况下,可以通过使用共享纠缠,或更一般地说,一个非信令资源增加。然而,也许有点违反直觉,纠缠辅助可以帮助,甚至在一个单向的通信任务,是由一个无噪声的经典通道的单次使用完成的成功的机会,实际上提高。为了量化非信令资源提供给无噪声经典信道的帮助,人们可能会问,为了在没有指定的非信令资源的情况下同样好地执行,应该向信道的字母表添加多少额外的字母。如Cuelton、Leung、Matthews和Winter所观察到的,将一般非信令资源的辅助替换为无噪声的一比特经典信道所需的额外字母的数量没有上限。相反,在这里我们证明,如果这个资源是一个最大纠缠态的二分量子系统,那么一个额外的经典位总是足够的替代品。
2022-02-27 cs.IT math-ph math.IT
Signaling and Scrambling with Strongly Long-Range Interactions
强长程相互作用量子系统--在$D$维格子上的相互作用在距离$r$上按幂律$1/r^α$衰减为$α\le D$ --近年来受到了极大的关注。它们出现在量子计算和模拟的领先实验平台,以及量子信息加扰和快速纠缠创建的理论模型中。由于在这样的系统中没有局部性的概念,因此缺乏对它们的动力学的一般理解。作为纠正这个问题的第一步,我们证明了两个新的Lieb-Robinson型边界,约束的时间信号和干扰的强远程相互作用系统,其中没有严格的边界是以前已知的。我们的第一个界限适用于可映射到自由粒子哈密顿长程跳跃的系统,并且对于$α\le D/2$是饱和的。我们的第二个边界属于通用的长程相互作用自旋哈密顿量,并导致一个严格的下限的信号时间,以广泛的子集的系统为所有$α< D$。这一结果也降低了加扰时间,并提出了一种实现紧加扰界的途径,可以证明长期存在的快速加扰猜想。
2019-06-06 quant-ph
The communication power of indefinite causal order
QICI Quantum Information and Computation Initiative, School of Computing and Data Science, The University of Hong Kong(香港大学计算与数据科学学院量子信息与计算倡议);Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Quantum Group, Department of Computer Science, University of Oxford(牛津大学计算机科学系量子研究组);Perimeter Institute for Theoretical Physics(理论物理前沿研究所)
本文研究了因果序在通信中的作用,通过比较不同因果结构,证明了不定因果序在通信中的优势,并揭示了量子力学中因果结构通信能力的基本限制。
2026-03-25 quant-ph
Maximum quantum nonlocality between systems that never interacted
我们表明,有一个更强的形式的二分量子非局域性,其中系统,从来没有相互作用的非局域性所允许的无信号。为了这个目的,我们首先表明,非本地盒,理论上的对象,违反了二分贝尔不等式尽可能多的无信号原理允许,这是物理上不可能的大多数情况下,是可行的,如果双方有3个测量4输出。然后,我们表明,在这种情况下,纠缠交换允许我们使用从未相互作用的系统来制备非定域盒的混合物。
2012-11-16 quant-ph
Causality and Cirel'son bounds
在纠缠量子系统上进行的EPR-贝尔型实验可以产生比局域现实理论所允许的更强的关联。然而,有一些关联是无信号的,并且比量子关联更非局域。在这里,我们表明,任何非本地的相关性比那些可实现的EPR-贝尔型实验必然允许-在量子形式主义的背景下-无论是信令和生成的纠缠。我们使用我们的方法重新推导Cirel'son界的CHSH表达式,我们得到一个新的Cirel'son型界qutrits。我们详细讨论了我们的方法的解释。
2005-06-30 quant-ph
Signaling, Entanglement, and Quantum Evolution Beyond Cauchy Horizons
考虑一个两体纠缠系统,其中一半落入蒸发黑洞的事件视界,而另一半仍然可以在外部区域进行相干实验。除了完全蒸发之外,量子态在柯西视界之外的演化不能保持幺正,这就提出了一个问题:这种演化如何被描述为量子映射,因果关系如何被保持?这种非标准的量子演化映射对纠缠实验室伙伴的行为可能产生什么影响?更一般地说,在极端条件下,在遥远区域(不仅在蒸发的黑洞内部,而且可能在其他裸奇点和极端时空结构的区域附近)的量子演化定律仍然没有通过观测来检验,并且可能是非幺正的,甚至是非线性的,这就提出了关于纠缠态演化的同样问题。这些问题的答案是微妙的,并以意想不到的方式与量子力学的基本定律联系在一起。我们表明,地球上的实验可以被设计成探测和限制量子演化定律可能会被改变,无论是通过黑洞蒸发,或通过其他极端的过程在偏远地区可能由未知的物理。
2004-09-29 gr-qc hep-th quant-ph
Correlations and signaling in the Schrödinger-Newton model
本文证明薛定谔-牛顿模型保持多体系统初始态的乘积形式,并提出利用双体引力演化朝向非乘积态的关联检验方法,可在远低于纠缠观测所需的相干时间条件下检验该模型,同时给出避免超光速信号传递的混合态扩展。
2024-10-23 gr-qc quant-ph
Remarks on the preservation of no-signaling principle in parity-time-symmetric quantum mechanics
在宇称-时间对称量子力学的框架下,我们研究了纠缠产生的可能性,并证明了无信号原理的非违反特性可以适用于最简单的非平凡二体系统.基本上,我们的论点是基于一方的约化密度矩阵的计算,以证明另一方的熵不变。
2019-12-12 hep-th math-ph math.MP
Characterizing Space-Constrained Implementability of Quantum Instruments via Signaling Conditions
本研究通过信号条件刻画量子仪器在空间受限下的可实现性,给出所需量子比特的上下界,并确定基于稳定子码的纠缠蒸馏协议的最优量子比特数。
2025-10-09 quant-ph
Multipartite Nonlocality as a Resource and Quantum Correlations Having Indefinite Causal Order
从信息论资源的角度来描述量子关联是理解量子关联作为一种资源的能力的一种富有成效的方法。虽然这种情况下的二体纠缠和贝尔不等式违反已经被广泛研究,但对它们的多体对应物知之甚少。在本文中,我们应用和适应最近提出的多体非定域性的定义[Phys. Rev. A 88,014102]的三部和四部的情况下,获得新的见解的资源方面的多体非定域量子关联。具体来说,我们表明再现某些三方量子相关性需要混合经典资源--无论是改变测量分组还是时间顺序的能力。因此,当从双向可分离的单向经典信号源的角度来看时,某些三方量子关联不承认明确的因果顺序。在四分场景中,我们获得了可通过允许两组二分非信令资源来产生的二分相关的集合的超集描述。研究了由此产生的Bell-like不等式的量子破坏。作为一个副产品,我们获得了一些新的例子,真正的四方纠缠的设备独立的证人,也设备独立的证人,可以推断出潜在的多体纠缠的结构。
2013-10-28 quant-ph
No-signaling principle and Bell inequality in PT-symmetric quantum mechanics
PT对称量子力学是传统量子力学在宇称和时间反演对称下的非厄米哈密顿不变量的推广,它已成功地应用于固体物理、数学物理、光学、量子场论等领域。最近,PT对称理论在纠缠量子系统中的推广受到了挑战,因为传统希尔伯特空间中的PT表述违反了无信号原理。本文在PT内积公式的框架下重新推导了无信号原理。我们的结果保持了两量子比特系统的无信号原理,重申了纠缠的不变性,并重现了Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式。我们的结论是,PT对称量子力学满足基本理论的要求,并提供了一个一致的描述量子系统。
2017-03-10 hep-th quant-ph
Entanglement and complexity of interacting qubits subject to asymmetric noise
预测离域多体量子系统的时间演化的模拟复杂性吸引了最近的兴趣,并且在真实量子硬件中模拟这样的系统是证明相对于经典机器的量子优势的有希望的途径。在这些建议中,随机噪声是一个必须克服的障碍,一个忠实的模拟,一个单一的错误事件可能足以驱动系统到一个经典的平凡状态。我们认为,情况并不总是如此,并考虑对一个领先的量子采样问题的修改-transmon量子位的相互作用Bose-Hubbard链中的时间演化[Neill et al,Science 2018] -其中链中的每个站点都有一个与有损谐振器的驱动耦合,并且粒子数不再守恒。由此产生的量子动力学是复杂的和高度非平凡的。我们认为,这个问题比孤立链更难模拟,即使在强噪声限制下,它也可以实现体积律纠缠,可能会持续到超出经典模拟范围的系统大小。此外,我们表明,度量,这表明古典棘手的孤立链点在嘈杂的情况下,类似的结论。这些结果表明,量子采样问题,包括非平凡的噪声可能是很好的候选人,证明了量子优势,在近期的硬件。
2019-05-06 quant-ph
Quantum Cryptography Based Solely on Bell's Theorem
提出一种高效且能容忍噪声的新协议,在仅假设满足非信号传输条件下实现设备无关的量子密钥分发安全性。
2010-01-20 quant-ph
Long-distance entanglement in spin systems
大多数短程相互作用量子系统的纠缠随距离的增加而迅速衰减。在这封信中,我们专注于一些系统的特殊性,以在遥远的各方之间分配纠缠。即使在现实模型中,如自旋为1的海森堡链,任意距离的粒子之间也存在相当大的纠缠。我们发现,长距离纠缠出现的微观参数的值不符合已知的量子临界点,因此信号的过渡检测到只有真正的量子相关。
2006-06-26 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum simulation of entanglement dynamics in a quantum processor
本文在 IBM 127 量子比特处理器上实现五量子比特协议,通过辅助量子比特估计纠缠,观察不同初始条件下纠缠的突然死亡与突然诞生,验证了含噪量子设备可用于检验量子信息基本概念。
2024-08-06 quant-ph
Quantum MAC: Genuine Entanglement Access Control via Many-Body Dicke States
本文提出了一种量子真正的纠缠访问控制(EAC)策略,通过多体Dicke态解决多体纠缠资源的竞争问题,实现公平节点选择、隐私保护并避免经典网络信令委托。
2023-12-11 quant-ph
Quantum entanglement partly demystified
本文提出与弦理论无关的宏观绳线模型,通过多种变体说明 Bell-CHSH 与无信号条件,并结合隐测量解释阐释纠缠关联的语境生成及非空间实在观。
2023-06-06 quant-ph
A counter-argument to "Hidden variable models for quantum theory cannot have any local part" arXiv:0801.2218
Colbeck和Renner [arXiv:0801.2218]分析了一类纠缠的组合模型,其中局部和非局部隐变量合作产生测量结果。他们得出的结论是,测量结果完全独立于隐藏变量的局部分量。他们的结论主要基于对局部隐变量的假设,类似于可观测值的概率的非信号性质。本文证明了隐变量是不可观测的,所以它们的概率分布不一定具有非信号性质。对Colbeck和Renner假设给出了反例,说明他们的模型类型和结论不具有普遍性。隐藏变量,局部或非局部,是否存在的问题仍然是开放的。
2009-07-14 quant-ph
Violation of Invariance of Entanglement Under Local PT Symmetric Unitary
纠缠是量子世界的重要特征之一,任何纠缠度量都必须满足一些基本定律。其中最重要的是纠缠在局域幺正操作下的不变性。我们表明,这不再是真实的本地${\cal {PT}}$对称酉操作。如果两个粒子共享一个最大纠缠态,那么在局域${\cal {PT}}$对称幺正演化下,纯二体态的纠缠熵不再保持不变。进一步证明了如果一方进入${\cal {PT}}$对称量子世界,则通常量子理论中的最大纠缠态对于另一方来说是非最大纠缠态.我们称之为“纠缠失配”效应,它可以导致违反无信号条件。
2014-04-24 hep-th quant-ph
An Experimentally Verified Approach to non-Entanglement-Breaking Channel Certification
保证量子信道的非纠缠破缺(non-EB)特性是实现量子态有效分布和存储的关键。然而,非常需要一种用于直接和准确地证明非EB特征的实用方法。在这里,我们提出并验证了一个现实的基于源的测量设备独立认证的非EB通道。我们的方法是弹性的影响,从实验条件下,如多光子和不完善的状态准备的认证,并可以实现与信息不完整的集合。我们实现了实验结果和理论预测之间的良好协议,这是由理想的半量子信号博弈的预期结果进行验证,并准确地证明了非EB通道。此外,我们的方法对噪声的影响具有高度鲁棒性。因此,该方法有望在实际量子信道的设计和评估中发挥重要作用。
2019-11-26 quant-ph
Quantum spatial superpositions and the possibility of superluminal signaling
本文分析涉及空间量子叠加与场相互作用的超光速信号思想实验,从纠缠传播角度阐明其不可能性的量子根源,并给出更一般的证明。
2023-09-29 gr-qc physics.hist-ph quant-ph
Qubit Recycling in Entanglement Distillation
针对Gisin局部滤波中保真度与产率的权衡,本文提出利用优化局部算子回收废弃光子的纠缠蒸馏协议,在全滤波和部分滤波配置下均显著提升产率。
2023-07-11 quant-ph
No-signaling principle and quantum brachistochrone problem in $PT$-symmetric fermionic two- and four-dimensional models
费米子系统与玻色子系统有几个不同之处,特别是时间反演算符$T$是奇数,即$T^2=-1$。对于$PT$对称玻色子系统,无信号原理和量子最速线问题已经得到了一定程度的研究,但这两个问题都存在争议。在本文中,我们应用的基本方法提出的玻色子系统{ \it费米子}的二维和四维$PT$对称的哈密顿量,并获得了一些令人惊讶的结果:我们发现-在对比玻色子的情况下-无信号原理是支持二维费米子哈密顿量,但是,$PT$对称性被打破。此外,我们发现,从一个给定的初始状态,自旋向上,到一个给定的最终状态,自旋向下的演化所需的时间是一个常数,独立的参数的哈密顿量,在本征值约束。也就是说,它不能像玻色子那样被优化。然而,我们确实也发现了一种维度依赖性:这里考虑的四维$PT$对称费米子哈密顿量再次支持无信号原理,但$PT$对称性被破缺并不重要。然而,如果纠缠度守恒,对称性就被破坏了。在四维系统中,正交态之间的演化时间取决于哈密顿量的参数,结论是它可以再次优化,并在某些情况下接近零。然而,如果我们要求纠缠守恒,这两个状态之间的转换时间就变成了与二维情况下相同的常数,这与埃尔米特情况下发生这种转换的最小时间相吻合。
2018-08-14 hep-th math-ph math.MP
General many-body entanglement swapping protocol: opportunities for distributed quantum computing
Tampere University(坦佩雷大学);Helsinki Institute of Physics(赫尔辛基物理研究所);Aalto University(阿尔托大学)
本文提出了一种通用多体纠缠交换协议,通过任意划分实现多体状态共享,提高了保真度并消除了后选择需求,为分布式量子计算提供了新方法。
2026-01-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Quantum channel coding: Approximation algorithms and strong converse exponents
该研究通过证明非信号辅助与元逆松弛的等价性,并给出舍入近似算法,为纠缠辅助量子信道编码提供了强逆指数的紧刻画。
2025-10-02 cs.IT math.IT quant-ph
Theory of Quantum Path Entanglement and Interference with Multiplane Diffraction of Classical Light Sources
量子历史态最近制定的一致性历史方法的格里菲斯扩展到纠缠叠加的演化路径,然后实验Greenberger-Horne-Zeilinger状态。历史相关的张量积结构最近也被开发为简单的线性光学装置中的量子计算资源,进行费米子和玻色子粒子的多平面衍射(MPD),具有显着的承诺。这显著地激发了将MPD的量子历史定义为纠缠资源,其具有以可扩展的方式生成通过衍射平面的指数增加数量的费曼路径的固有能力,以及结合利用相干光源和光子计数检测的实验低复杂性。在本文中,量子时间相关和MPD路径之间的干扰分别表示为量子路径纠缠(QPE)和干扰(QPI)的新的量子资源。通过将基于历史的公式与Feynman的路径积分方法相结合,提出了QPE的算子理论建模和QPI的反直觉性质。Leggett-Garg不等式作为Bell不等式的时间模拟,在Emary最近制定的模糊形式的所有信令约束下,MPD被违反。所提出的基于MPD的历史理论非常有希望利用QPE和QPI作为未来架构中量子计算和通信的重要资源。
2020-02-21 quant-ph
Quantum Interactions with Closed Timelike Curves and Superluminal Signaling
在量子信息的文献中,关于封闭类时曲线(CTC)量子相互作用的Deutsch模型(D-CTC)和投影模型(P-CTC)都有大量的结果。因此,有一个初步的论点利用纠缠,CTC相互作用将使超光速,实际上,有效的瞬时信号。在信号的发送者和接收者之间的类空分离的情况下,接收者是否测量纠缠态或解纠缠态的局部部分以访问信号可以取决于参考系。我们提出了一个一致性条件,优先考虑在类空分离的情况下,纠缠的角度或解开的角度。对于D-CTC相互作用,一致性条件优先考虑状态解纠缠的参考系,而对于P-CTC相互作用,该条件选择纠缠态。使用的一致性条件,我们表明,有一个程序,允许爱丽丝信号鲍勃在过去通过类空分离的爱丽丝和克里奥,类空分离的克里奥和鲍勃之间的中继超光速通信。这为经典领域的时间旅行悖论打开了大门。Ralph(arXiv:1107.4675)首先指出了P-CTC的这一点,但我们表明,Ralph的“无线电过去”的程序是有缺陷的。由于D-CTC和P-CTC都允许经典信息围绕时空环路发送,因此从Aaronson和Watrous(Proc.Roy.Soc.A,465:631-647(2009))对于CTC增强的经典计算的结果可以得出,访问P-CTC的量子计算机将具有PSPACE的能力,相当于D-CTC增强的量子计算机。
2014-02-21 quant-ph
A New Class of Retrocausal Models
全局约束的经典场提供了一个未探索的框架来模拟量子现象,包括明显的粒子行为。通过允许对未知的过去场的可控约束,这些模型是回溯因果的,但不是回溯信号,尊重经典时空的传统块宇宙观点。几个例子模型的开发,解决了最基本的问题,用经典的电磁场来解释单光子现象。这些模型与随机电动力学有一些相似之处,但没有无限背景能量问题,并且有一个明确的路径来解释纠缠现象。有趣的是,平均中间场强度与量子“弱值”有着惊人的联系,即使在单光子极限下也是如此。这类新的模型有望指导进一步研究基于时空的弱值、纠缠和其他量子现象。
2018-05-24 quant-ph
Quantum Theory and Beyond: Is Entanglement Special?
量子理论做出了最准确的经验预测,但它缺乏简单、可理解的物理原理,而这些物理原理可以唯一地导出量子理论。存在着一个广泛的概率理论,它们都与量子理论有一些共同的特征,例如对个体结果的概率预测(不确定性),信息传输不可能超过光速(无信号)或不可能复制未知状态(无克隆)。绝大多数试图寻找量子理论背后的物理原理的尝试,要么不能从原理中唯一地推导出理论,要么是基于抽象的数学假设,这些假设需要更确凿的物理动机。在这里,我们证明了经典概率论和量子理论可以从三个合理的公理中重建:(1)(信息容量)所有信息承载能力为一位的系统都是等效的。(2)(局部性)复合系统的状态完全由子系统的测量决定。(3)(可逆性)在任何两个纯态之间存在可逆变换。如果要求从最后一个公理的变换是连续的,那么就把量子理论从经典概率论中分离出来。从我们的重建中得出的一个显著结果是,除了量子理论之外,没有任何概率理论可以在不违背一个或多个公理的情况下展示纠缠。
2009-11-03 quant-ph
Pseudoentanglement in constant depth: How trivial states can have non-trivial entanglement structure
IBM Research(IBM研究院)
本文构造了恒定深度量子电路,输出态在特定切割下的纠缠熵无法在量子多项式时间内估计,从而在浅电路中将伪纠缠与伪随机性分离,并应用于1D和2D局部哈密顿量基态纠缠结构学习的量子困难性。
2026-10-02 cs.CR quant-ph
Entanglement signatures of quantum criticality in Floquet non-Hermitian topological systems
Jiangsu University(江苏大学)
研究利用纠缠熵探测Floquet非厄米拓扑系统中的量子临界点,提取中央电荷并区分不同拓扑相。
2026-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Internet: from Medium Access Control to Entanglement Access Control
本文针对量子互联网中的多体纠缠资源,提出了一种分布式纠缠访问控制协议,可联合提取 EPR 对并唯一确定收发节点身份,同时避免经典网络信令开销并支持节点匿名性。
2022-05-24 cs.NI quant-ph
The Quantum Internet: an Efficient Stabilizer states Distribution Scheme
针对量子网络纠缠分发高延迟及多粒子纠缠路由算法难解的问题,提出基于局部量子编码等距映射和多粒子态传输的Graph态分发新方法,给出稳定子态分发单次界,实现低延迟纠缠分发。
2023-05-04 cs.NI quant-ph
Space-time Peer-to-Peer Distribution of Multi-party Entanglement for Any Quantum Network
本文提出受经典P2P网络启发的P2PGSD协议,用于在任意量子网络拓扑中高效分发一般图态,并结合时空量子网络优化内存管理,数值模拟显示对稀疏图态最高提升50%。
2025-04-05 cs.NI quant-ph
Entanglement signatures of gapless topological phases in a $p$-wave superconductor
本文通过纠缠谱与纠缠熵研究$p$波超导体的无能隙拓扑相,证实无能隙情形下的体-边对应及长程纠缠,并以熵峰标识拓扑量子相变。
2025-09-27 cond-mat.other cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement Structure of Non-Gaussian States and How to Measure It
本文提出一种仅需多项式标度关联函数测量即可约束量子态的新协议,通过系统纳入高阶关联扩展高斯态参数化,从而测量非高斯态纠缠结构,并以弱相互作用费米子验证其对早期热化和量子混沌起始的预测能力。
2025-09-18 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
Entanglement Islands and Thermodynamics of the Black Hole in Asymptotically Safe Quantum Gravity
School of Physics, Beijing Institute of Technology(北京理工大学物理学院)
本研究通过引入纠缠岛解决黑洞辐射熵悖论,揭示了渐近安全量子引力中黑洞热力学性质及信息守恒机制。
2025-12-26 gr-qc hep-th quant-ph
Payoff-Free Coordination Reveals Hidden Quantum Correlation Structure
North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学);BuQuLab Research Laboratory(BuQuLab 研究实验室)
本文提出隐藏场协调模型,通过纠缠介导策略实现去中心化协调中的反协调,展示量子相关结构的几何分离。
2026-07-22 quant-ph
Switching global correlations on and off in a many-body quantum state by tuning local entanglement
本文研究一维伊辛模型中局域纠缠与全局关联的竞争关系,发现通过调节格点上的局域纠缠可精确抵消全局关联,实现强关联量子态、无关联量子态和经典关联态之间的可控转变,并类比于第二类超导态。
2023-09-11 cond-mat.str-el physics.pop-ph quant-ph
A Dynamical Spacetime Mechanism for Quantum Entanglement with a Falsifiable Experimental Signature
Aix Marseille University(艾克斯马赛大学);CNRS Centre de Physique Théorique UMR7332(法国国家科学研究中心理论物理中心);Howard University(霍华德大学)
提出(3,2)维时空框架解释量子纠缠的非局域关联,通过额外时间维度传播,导出真空爱因斯坦方程唯一解,预言可检验的交叉对关联。
2026-09-09 quant-ph
Parts and Wholes. An Inquiry into Quantum and Classical Correlations
** 本论文的主要主题是研究特定物理理论,即准经典物理框架下的广义概率论和非相对论性量子理论所描述的部分与整体之间的关系。** 本论文的很大一部分致力于理解四种不同类型的相关性的不同方面:本地,部分本地,无信号和量子力学相关性。这些相关性的新特性已被用来研究它们是如何相关的,以及如何通过贝尔型不等式来识别它们,贝尔型不等式给出了相关性强度的非平凡界限。** 量子相关性的研究也促使我们研究a)多体量子比特状态空间的纠缠和可分性特征,以及b)可分离和纠缠量子比特状态中相关性的不同强度。结果包括一个新的分类多部(部分)可分性和纠缠,强约束的一夫一妻制的纠缠和非本地相关性,和许多新的纠缠检测标准,直接实验访问。[2]由于研究的普遍性,这些结果对于作为一个整体的不同种类的物理学理论也有很强的基础性和哲学上的反响;特别是对于量子力学的隐变量理论的可行性,对于做实验形而上学的可能性,对于物理学理论中的整体论问题,以及对于经典与量子二分法。
2009-04-23 quant-ph
Meson content of entanglement spectra after integrable and nonintegrable quantum quenches
我们利用张量网络模拟计算了伊辛模型中全局量子猝灭后纠缠谱的下半部分和返回率函数的时间演化。在半经典体系和相对论E $_8$理论中,我们考虑了束缚费米子对作为非微扰束缚态时基态对介子参数范围的猝灭。我们发现,在这两种情况下,只有占主导地位的本征值的模块哈密顿完全编码的介子内容的量子多体系统或量子场论,引起几乎相同的纠缠振荡的纠缠熵。当初始状态准备在顺磁相,返回率密度表现出规则的尖点在不相等的间隔位置,动态量子相变的出现,在纠缠谱保持缺口。我们的分析提供了一个更深入的理解的作用,量子信息量的新兴现象的动力学让人想起系统在高能物理。
2023-03-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el hep-lat
Excited state entanglement in one dimensional quantum critical systems: Extensivity and the role of microscopic details
在(1+1)维共形场论中,等价于一维量子临界系统的标度极限,通过子系统纯度相对于任意激发态的双分态来研究纠缠.我们计算的确切subpurity作为一个函数的相对子系统的大小为众多的激发态在伊辛和三态Potts模型。我们发现,它指数衰减时,系统和子系统的大小是可比的,直到达到饱和极限附近的半分区,信号激发态最大纠缠。指数行为转化为第二个雷尼熵的扩展性。由于该线性定律的系数仅取决于激发能,因此该结果显示了能量与量子信息之间有趣的新关系,并阐明了微观细节的作用。
2014-09-28 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph