Multiple copy 2-state discrimination with individual measurements
我们解决的问题,非正交两个国家的歧视时,多个副本的未知状态。当只允许固定的个体测量时,我们给出了最优策略,并证明了其误差概率渐近饱和集体(下限)界。我们还给出了最佳策略时,个人冯诺依曼测量的自适应性是允许的(这需要经典的通信),并表明,相应的错误概率是完全等于集体的任何数量的副本。我们表明,这种策略可以被视为贝叶斯更新。
2004-11-05 quant-ph
Local copying of orthogonal maximally entangled states and its relationship to local discrimination
在量子系统中,如果没有先验知识,完美的复制是不可能的。但是,完美的复制是可能的,如果它是已知的,未知的状态被复制包含在一组正交的状态,这被称为复制集。然而,如果我们的操作仅限于本地操作和经典通信,那么这个问题就不是微不足道的了。最近,F. Anselmi,A. Chefles和M.B. Plenio构造了当复制集由最大纠缠态组成时的局域复制理论。他们还对由两个正交状态组成的复制集进行了分类(New. 6,164(2004))。本文对素维系统中最大纠缠态的局域复制的复制集进行了完全分类。也就是说,我们证明了在素维系统中,局部可复制的最大纠缠态的集合等价于同时Schmidt可分解的标准形Bell态的集合。结果表明,最大纠缠态的局域复制比局域鉴别要困难得多,至少在素维系统中是这样。
2004-12-11 quant-ph
Multi-copy programmable discrimination of general qubit states
量子态鉴别是量子统计学中的基本原理,其中必须正确地识别处于两个可能的已知状态之一的系统的状态。当可能状态对不是先验已知的,而是通过两个相应的程序端口提供两个可能状态时,可编程判别机执行该任务。我们研究了一般量子比特状态的最佳可编程判别机,当状态的几个副本在数据或程序端口可用时。考虑了两种情况:一个是可能状态的纯度是先验已知的,另一个是完全通用的,机器在未知纯度的通用混合状态上运行。我们发现分析结果,明确的和最小的错误,歧视策略。这使我们能够计算渐近性能的可编程歧视机时,提供了大量的副本,并恢复标准的状态歧视和状态比较值作为不同的限制情况。
2011-03-15 quant-ph
Group-theoretic approach for multi-copy programmable discriminators between two unknown qudit states
两个未知状态的判别可以通过一个通用的可编程逻辑控制器来完成,其中两个可能状态的副本分别存储在两个程序系统中,而我们要确认的数据副本则提供在数据系统中。在本文中,我们提出了一个群体理论的方法来解决多副本可编程状态判别问题。通过将未知纯态等价于已知混合态,利用U(n)群的表示理论,构造Jordan基,得到了最优无模糊判别和最小误差判别的解析结果.得到了用于无模糊判别的POVM算子和用于最小误差判别的正交测量算子。我们发现区分平均输入混合态的最优失效概率和最小误差概率依赖于未知量子态的维数。我们应用该方法将He和Bergou(Phys. Rev. A { \bf 75},032316(2007))的结果从量子比特推广到量子比特的情况,并进一步解决了程序和数据系统中具有未知状态的任意副本的可编程判别器的问题.
2011-12-05 quant-ph
Nonclassical traits in multi-copy state discrimination
Faculty of Information Technology, University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学信息技术学院)
研究多重副本态鉴别中非经典特性,通过比较量子与经典情况下的成功概率,发现比特策略存在局限,同时识别出不同理论中的最优测量策略,揭示非纠缠的非定域性及一般界限。
2026-07-15 quant-ph
The discrimination problem for two ground states or two thermal states of the quantum Ising model
以一维量子伊辛模型为例,详细研究了不同耦合常数下的态对的判别问题.我们评估了单拷贝歧视的错误概率,$n$ -拷贝歧视的渐近极限的Bumoff界,以及无限小接近状态的歧视的Bumoff度量。我们指出了上述量的标度性质,并推导出外部场优化状态的歧视短链以及在philicical限制,从而评估临界性作为一种资源,在多体系统的量子歧视。
2009-07-01 quant-ph
Efficient entanglement-assisted discrimination of a class of many-copy indistinguishable sets
本文研究含不可扩展乘积基态与纯纠缠态的多拷贝局部不可区分集合,利用低代价 Schmidt 秩纠缠构造高效区分协议,建立局部不可区分性层级并提出安全信息锁定方案。
2025-09-08 quant-ph
Discrimination of quantum states under locality constraints in the many-copy setting
研究多拷贝场景下受限局部测量的正交量子态假设检验,证明了LOCC操作下错误概率的指数衰减,给出了LOCC与PPT操作等效的充分条件,并揭示了SEP与PPT操作间的无限渐近分离。
2023-08-28 quant-ph
On the Chernoff distance for asymptotic LOCC discrimination of bipartite quantum states
受最近发现的渐近态鉴别的量子量子可分辨性定理的启发,我们研究了在局域操作和经典通信(LOCC)的约束下,在多个拷贝的限制下,两个二分混合态的可分辨性.而对于两个纯态,Walgate等人的结果表明LOCC与全局测量一样强大,数据隐藏态(Dijuenzo等人)表明定域性可以对甚至正交态可解释性施加严格的限制。在这里,我们确定最佳的错误概率和测量,以区分许多副本的特定数据隐藏状态(极值d × d维尔纳状态)的线性规划方法。令人惊讶的是,单拷贝最佳测量对于n个拷贝仍然是最佳的,在这个意义上,最佳策略是分别测量每个拷贝,然后遵循简单的经典决策规则。我们还提出了一个下界的偏见,国家可以区分可分离的操作。
2008-10-26 quant-ph
Optimal Conclusive Discrimination of Two Non-orthogonal Pure Product Multipartite States Locally
我们考虑一个量子系统的一个副本,准备在两个非正交的纯产物态的多体分布在分离的各方之一。我们表明,存在协议,获得最佳概率的结论性歧视的意义上,通过本地操作和经典的通信(LOCC)以及全球业务。此外,我们还展示了一个协议,它minimezes本地操作的平均数量。我们的结果意味着两个以上的乘积纯多体态可能不具有非定域性,尽管两个以上的乘积纯多体态可能具有非定域性。
2001-03-26 quant-ph
Power and Limits of Collective Local Measurements in Multicopy State Discrimination
School of Mathematics, South China University of Technology(华南理工大学数学学院);School of Computer Science and Technology, Dongguan University of Technology(东莞理工学院计算机科学与技术学院)
本文研究多副本量子态判别中集体局域测量的能力,证明集体处理可降低奇素数维最大稳定子基的副本复杂度至三,但一般情形下多副本困难性依然存在,揭示三种资源的不同作用。
2026-09-09 quant-ph
Quantum hypothesis testing and state discrimination
本文综述了有限维希尔伯特空间中量子态的假设检验理论。讨论了检验二进制量子假设的最优测量策略,使错误概率最小。集体和个人的自适应测量策略,在多个副本的情况下,在测试假设的错误概率的各种上限和下限,概述。简要介绍了量子信道鉴别技术以及纠缠态在提高鉴别精度中的作用。
2018-03-13 quant-ph
Optimally Conclusive Discrimination of Non-orthogonal Entangled States Locally
我们考虑一个量子系统的一个副本,它是以等先验概率在两个非正交的多体纠缠态中的一个中制备的。我们证明,这两个国家可以最佳区分的决定性歧视的意义上,由本地操作和经典的通信(LOCC)。这严格证明了Virmani等人[8]用数值和分析方法证实的猜想。通常,最优协议需要显式构造的局部POVM操作。结果表明,可区分信息只在最后一次操作时才完全获得,所有先前操作都没有给出关于该状态的信息。
2001-04-16 quant-ph
Quantum Algorithm for Quantum State Discrimination via Partial Negation and Weak Measurement
量子态区分问题是区分非正交的量子态。该问题在量子信息理论、量子通信和量子密码学中有着广泛的应用。本文提出了一种利用弱测量和部分否定的量子算法来解决利用未知量子比特的单拷贝的量子态鉴别问题。弱测量的使用使得在测量之后重建量子比特成为可能,因为叠加不会由于测量而被破坏。所提出的算法将能够以很高的成功概率确定未知量子位的状态,以及通过对辅助量子位上的连续测量的结果进行计数来确定它是以Hadamard还是以计算为基础进行编码。
2021-02-23 quant-ph
Mixed state discrimination using optimal control
我们目前的理论和实验的任务,区分两个非正交状态,给出多个副本。我们实现了几个本地测量方案,在纯态和状态混合的去极化噪声。我们发现,没有噪声的最佳(或具有最佳缩放)方案在噪声下的表现比简单地重复最佳单拷贝测量更差。应用最优控制理论,我们推导出全局最优的本地测量策略,它优于所有其他本地计划,并实验实现它的各种水平的噪声。
2009-12-04 quant-ph
Local discrimination of mixed states
我们提供了严格的,有效的计算和严格的边界上的平均错误概率的多拷贝歧视的量子比特混合态的本地操作辅助经典通信(LOCC)。与纯状态的情况相比,这些实验上可行的协议执行严格比一般集体的。我们的数值结果表明,LOCC和集体错误率之间的差距持续存在于渐进极限。为了使LOCC和集体协议达到相同的准确性,前者需要的副本数量是后者的两倍。我们的技术可以用来约束LOCC策略在其他类似环境中的能力,这仍然是量子通信中最难以捉摸的问题之一。
2010-04-30 quant-ph
When do Local Operations and Classical Communication Suffice for Two-Qubit State Discrimination?
在本文中,我们考虑的条件下,一个给定的两个量子比特状态的系综可以最佳区分的本地操作和经典通信(LOCC)。我们首先完成两个量子位系综的\emph{perfect}可分性问题-可分操作和LOCC -通过提供一个纯态和一个混合态的完美区分的必要和充分条件。然后,对于著名的最小误差鉴别任务,它表明,\textit{almost all}的两个量子比特系综组成的三个纯态不能最佳鉴别使用LOCC。考虑到\textit{any}两种纯态可以通过LOCC最佳区分,这是令人惊讶的。特别注意的是,缺乏纠缠的合奏,我们证明了一个简单的充分条件时,一组三个产品状态不能最佳区分LOCC,从而提供了新的例子被称为“非局域性无纠缠”的现象。接下来,我们考虑一个$N$参与方的例子,他们共享同一个状态,但不知道其身份。该状态是从旋转不变的“trine系综”,我们建立了一个紧密的联系之间的$N$ -副本系综和肖尔的“提升”单副本系综。对于任何有限的$N$,我们证明了最佳的状态识别不能实现LOCC,但作为$N\to\infty$,LOCC确实可以区分状态最佳。这是第一个这样的结果。最后,我们转向明确的歧视的任务,并得出新的下限LOCC不确定的对称状态的概率。当应用到双三分位系综,这导致一个相当不同的可扩展性字符比当考虑最小错误概率。
2013-08-08 quant-ph
Perfect discrimination of an orthogonal $2\otimes2$ basis may require collective separable measurements on two copies
Bose Institute(博斯研究所)
该研究针对含三个纠缠态和一个乘积态的正交$2\otimes2$基,发现单副本时无法通过LOCC或可分测量完美区分,双副本时自适应可分协议也无法实现,集体可分测量可做到,双副本是否适用于LOCC仍待研究。
2026-10-14 quant-ph
Discrimination of discord in separable Gaussian states
考虑两个玻色子模,它们在两个可能的高斯态中的一个中制备,具有相同的局部能量:张量积热态(具有零相关性)或具有最大相关性的可分离高斯态(具有经典和量子相关性,后者由量子不和谐量化)。对于这些状态的鉴别,我们比较了最佳联合相干测量和基于单模高斯检测的最佳局部测量。我们展示了如何相干测量始终严格优于本地检测策略,单拷贝和多拷贝歧视。这意味着使用局部高斯测量(由经典通信辅助)在检测不一致方面是严格次优的。更好的性能只能通过使用非高斯测量(非线性光学)或相干非局部测量来实现。
2018-07-05 quant-ph
Entanglement battery and entanglement catalyst in local state discrimination problems
VIT-AP University(VIT-AP大学);Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences(波兰科学院基础技术研究所在)
该研究探讨局域态鉴别中纠缠电池与纠缠催化剂的优劣,明确精确情形下完美鉴别正交双体纠缠纯态的条件,构造实例证明其优势,发现近似工具在特定局域态鉴别中作用显著。
2026-08-20 quant-ph
Attainability of quantum state discrimination bounds with collective measurements on finite copies
本文研究了有限副本联合测量下量子态判别界的可达性,推导了简单 qubit 例子中任意副本的 Helstrom 界解析式,并证明在许多情形下对所有 M 副本进行联合测量是饱和该界的必要条件。
2025-04-01 quant-ph
Minimum-consumption discrimination of quantum states via globally optimal adaptive measurements
本研究提出全局最优自适应测量策略,通过更新后验概率和迭代求解,在局域及集体测量下显著降低量子态判别资源消耗,分别节省24%和6.0%的副本。
2023-10-15 quant-ph
Inclusion-Minimal local indistinguishability: a weak form of nonlocality
South China University of Technology(华南理工大学);Sun Yat-Sen University(中山大学);Dongguan University of Technology(东莞理工学院)
本文提出包含极小局域不可区分集合概念,证明有限局域不可区分集合含此类子集,发现双副本可区分该集合,还构造了特定维度空间中的此类乘积态集合,为量子非定域性结构提供补充视角。
2026-08-25 quant-ph
Experimental single-copy distillation of quantumness from higher-dimensional entanglement
本文以双量子三态Werner态为例,实验演示了利用单拷贝局域滤波操作从高维纠缠态中恢复量子性,并首次实验认证其贝尔非局域性、激活量子隐形传态与密集编码能力及增强量子可操控性。
2025-05-07 quant-ph
Unextendible entangled bases and more nonlocality with less entanglement
我们考虑一个一般版本的现象,更多的非局域性与更少的纠缠,在明确的框架内(即,结论)局域量子操作和经典通信下的量子态鉴别问题。我们表明,虽然这种现象是以前获得的两个量子位,它也可以观察到两个量子位,同时仍然是在单拷贝水平。我们确定,这种现象是内在地连接到不可扩展的纠缠基地的概念,在两个量子比特的情况下。在这个过程中,我们证明了一个层次的非局域性之间的两个量子比特正交纯态,其中的“非局域性”的意义上的差异之间的整体和局部的能力的量子态的歧视。我们提出了一个完整的表征的两个量子比特纯正交态集的基数三相对于他们的非局域性方面的明确的本地可扩展性,其他基数的状态是已知的。这些结果对于安全量子通信技术具有潜在的实用价值。
2022-03-23 quant-ph
Online identification of symmetric pure states
我们考虑在线战略,用于区分对称纯态与零误差时,$n$副本的状态。优化的在线策略涉及每个副本上的局部,可能是自适应的测量,并且在每个步骤都是最佳的,这使得它们在颗粒损失或歧视过程突然终止之前具有鲁棒性。我们首先回顾以前的结果二进制最小和零误差歧视与本地测量,实现最大的成功概率集通过优化全球测量,突出其在线功能。然后,我们将这些结果的情况下,零误差识别的三个对称状态与常数重叠。我们提供了最佳的在线计划,达到全局性能的任何$n$,如果状态重叠是积极的,和奇数$n$,如果重叠有一个负值。对于任意复杂的重叠,我们有令人信服的证据表明,在线计划未能达到最佳的全球性能。我们所描述的在线计划只需要存储在一个经典的内存中获得的最后一个结果,和适应性的测量减少到最多两个变化,无论值的$n$。
2022-01-30 quant-ph
Asymptotic quantification of entanglement with a single copy
Scuola Normale Superiore(高等师范学院);QuSoft;Korteweg–de Vries Institute for Mathematics, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学柯尔沃特-德弗里斯数学研究所);Institute for Theoretical Physics, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学理论物理研究所);Institute for Quantum Information, RWTH Aachen University(亚琛工业大学量子信息研究所);Mathematical Quantum Information RIKEN Hakubi Research Team, RIKEN Pioneering Research Institute (PRI) and RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学会Hakubi研究团队、理化学会先锋研究研究所及理化学会量子计算中心)
本文研究了纠缠测试与提纯的渐近性能,通过广义量子Sanov定理证明了纠缠测试与提纯的度量一致,利用反向相对熵量化纠缠性能。
2026-02-13 cs.IT math-ph math.IT
Quantum Sequential Universal Hypothesis Testing
针对复合量子假设检验中固定副本协议效率不足的问题,提出融合自适应局部测量与优化联合测量的 QSUT 框架,可严格控制 I 类错误并降低副本复杂度。
2025-08-29 cs.IT math.IT quant-ph
Multiple Quantum Hypothesis Testing: One-Shot Pairwise Bounds and Sharp Asymptotics
National Taiwan University(國立臺灣大學);Hon Hai (Foxconn) Quantum Computing Center(鴻海(富士康)量子計算中心);National Center for Theoretical Sciences(國家理論科學中心)
针对多重量子态贝叶斯判别问题,提出基于配对误差之和的无维单次上界,证明多重量子Chernoff距离在任意可分希尔伯特空间中的可达性,并给出最优错误概率的常数因子尖锐渐近性。
2026-06-04 cs.IT math-ph math.FA