Quantum Discord and its Role in Quantum Information Theory
量子纠缠是最常见的一种量子关联,它在量子信息理论中的许多任务如量子密码、量子密集编码和量子隐形传态中的基础作用是不可否认的。然而,最近的结果表明,量子信息理论中的各种应用不需要纠缠,并且它们的性能可以通过一种超越纠缠的新型量子关联来捕获。由Zurek在十多年前提出的量子不和谐是这种一般量子相关性的最受欢迎的候选者。在这项工作中,我们给这个现代研究方向的介绍。在简要回顾了量子理论和纠缠的主要概念之后,我们介绍了量子不和谐和一般的量子关联,并讨论了基于这种新型关联的三种应用:远程态制备、纠缠分发和关联传输。最后对这一方向的其他研究进行了展望。
2014-11-12 quant-ph
Discord and quantum computational resources
不协调态出现在大量的量子现象中,似乎是偏离经典的一个很好的指标。虽然有证据表明它们对于量子算法比经典算法具有优势至关重要,但它们的确切作用尚不清楚。我们研究了量子算法中的不和谐的作用,使用的范式框架“限制分布式量子门”,并表明,操纵不和谐的状态使用本地操作有相关的成本方面的纠缠和通信资源。改变不一致性会降低总的相关性,并且对不一致状态的可逆操作通常需要非本地资源。然而,仅仅不和谐还不足以决定纠缠的必要性。一个更一般的类型的相似量,我们称之为K-不和谐,作为进一步的限制,可以在没有纠缠资源的情况下执行的操作的种类。
2013-10-03 quant-ph
The Dual Roles of Quantum Discord in a Non-demolition Probing Task
提出了一种非破坏性的量子信息处理任务,即探测一类量子态的信息。在这个任务中,信息是通过引入探测量子比特辅助的一些幺正演化来提取的,但是被探测的量子态(密度矩阵)在任何时候都是不受干扰的,并且与初始探测态的选择无关。我们给出了一个充分必要条件的哈密尔顿,可以导致成功地实现这样的任务。我们证明了对于任何可行的方案,探测加探测系统总是处于解纠缠态,其中一边量子不和谐不存在,而另一边量子不和谐不可避免地在探测过程中产生.一个明确的例子给出的演示,而例子表明,量子不和谐的总相关的比例将不得不减少到零的最大可访问的信息。在这个意义上,我们说量子不和谐在这种情况下扮演着双重角色。
2013-07-04 quant-ph
Detecting Two Qubit Both-Way Positive Discord States
量子不和谐在分析纠缠之外的量子关联的非经典特性中具有重要的作用。它被用在一些信息处理协议中,这些协议缺乏足够的纠缠量来用作资源。本文给出了一种检测任意两比特态量子不和谐的解析方法。我们给出了任意两个量子比特态成为双向非零量子失谐态的一组充分必要条件。由于量子不和谐在本质上是不对称的,我们已经构建了两个量子比特态是经典量子态以及量子经典态的当且仅当条件集。有趣的是,不仅相关张量,而且局部布洛赫向量(对应于经典方)起着检测状态是一个积极的不和谐状态的作用。
2019-06-20 quant-ph
Necessary and sufficient condition for non-zero quantum discord
量子不和谐是量子力学中关联的“非经典性”。它已经被提出作为关键资源存在于某些量子通信任务和量子计算模型中,而不包含太多的纠缠。我们得到了任意维二分态存在非零量子不协调的一个充分必要条件。这个条件很容易在实验上实现。在此基础上,我们提出了一种量化量子不和谐的几何方法。对于两个量子比特,这导致不和谐的封闭形式的表达。我们将我们的结果应用于单量子比特的确定性量子计算模型,表明量子不和谐不太可能是其加速背后的原因。
2010-11-03 quant-ph
Quantum discord plays no distinguished role in characterization of complete positivity: Robustness of the traditional scheme
传统的实现开放体系量子动力学的方案是将体系-浴槽复合物的初态看作简单的乘积。然而,目前,系统浴初始相关性可能影响系统的约化动力学的问题已经吸引了相当大的兴趣。Shabani和Lidar [PRL { \bf 102},100402(2009)]的有影响力的工作著名地将这个问题与量子不和谐联系起来,量子不和谐是近年来占据量子信息理论中心舞台并导致几个基本结果的概念。他们提出,约化动力学是完全正的,当且仅当初始系统浴关联具有消失的量子不和谐。在这里,我们表明,有,在Shabani-Lidar框架内,没有任何范围内的量子不和谐方面的完全积极的减少动力学的任何杰出的作用。由于量子理论在实际系统中的大多数应用都依赖于传统的方案,因此本文所证明的方案的鲁棒性具有深远的意义。
2013-04-18 quant-ph
Quantum discord cannot be shared
尼尔斯·玻尔提出,当测量的结果可以通过经典的手段传达时,测量的结果就变得客观和真实,因此是经典的。在这项工作中,我们重新玻尔的假设使用现代工具从量子信息理论。我们发现玻尔的想法得到了充分的证实:如果测量设备处于非经典状态,则测量结果不能通过经典手段完美地传达。在这种情况下,测量设备中的某些信息在通信过程中丢失:这种丢失的信息量就是量子不和谐。即使当设备不与感兴趣的系统纠缠时,也会发生信息丢失。在这项工作中提出的工具可以概括玻尔的假设:我们表明,对于纯系统设备状态的量子通信不提供任何优势时,测量结果被传达给一个以上的收件人。我们进一步证明了在系统-设备混合态上两个接收者之间量子通信的优越性,并表明这种效果与量子态克隆有着根本的不同。
2013-07-23 quant-ph
Relation between the Greenberger-Horne-Zeilinger--entanglement cost of preparing a multipartite pure state and its quantum discord
研究了利用局域操作和经典通信(LOCC)方法制备一个多体态所需的Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠量,提出了一个将GHZ态渐近转换为任意多体纯态的LOCC过程,其转换率由多体不协调度决定.这表明制备纯态的GHZ纠缠代价不高于态的多体不和谐。它还提供了一个操作解释的多体不和谐的纯态,即GHZ纠缠的消耗率在设计的过程。
2015-08-11 quant-ph
The role of quantum discord in reduction of the lower bound of entropic uncertainty relation in presence of quantum memory
量子存储器的存在可以降低量子系统的测量不确定度[M. Berta et.等人,Nature Phys. { \bf 6},659(2010)]。通过对量子存储器的测量,某些信息(非经典信息)是不可获取的,从而限制了熵测不准关系的下限。本文通过考虑非经典关联在Bob侧的不可达性,改进了量子记忆下熵测不准关系的下界,并与M. Berta et.和我们对两种不同的共享的两部国家的处方。
2012-04-20 quant-ph
Quantum discord dynamical behaviors due to initial system-cavity correlations
我们分析了两个量子比特系统与耗散腔之间的初始关联对两个量子比特的量子不和谐动力学的作用。考虑两个初始系统-腔态,我们证明了初始系统-腔关联不仅在初始阶段会增加两量子比特的量子不协调,而且会导致更大的长时间量子不协调渐近值.此外,由于初始关联的量子不和谐比初始因式分解态的情况下更鲁棒。最后,我们指出了初始关联对互信息和经典关联动力学行为的重要性。
2010-07-09 quant-ph
Gaussian quantum discord
我们将量子不和谐推广到连续变量系统,并计算了二分高斯态的高斯量子不和谐C(ρ)。特别地,对于压缩热态(STS),我们显式地最大化高斯测量上的可提取信息:C(ρ)通过广义测量而不是投影测量最小化。几乎所有的STS都有非零的高斯不和谐:如果不和谐低于阈值C(ρ)=1,它们可能是可分离的或纠缠的,而它们都是纠缠的。我们阐明了一般的作用,状态参数在确定的不和谐,并讨论其在嘈杂的通道演变。
2010-03-22 quant-ph
Interpreting Quantum Discord in Quantum Metrology
多体量子系统显示出不允许经典解释的性质。特别是,即使是非纠缠态也可以享受一种称为量子不和谐的量子关联。我讨论了最近的一些结果的作用,量子不和谐的计量学。给定干涉相位估计协议,其中哈密顿量最初是未知的实验,量子不和谐的探测状态量化的最小精度的估计。这提供了一个广泛研究的信息理论量的物理解释。
2015-11-03 quant-ph
Entanglement, discord and the power of quantum computation
我们表明,即使当它们被应用到非纠缠态,并没有产生纠缠时,产生纠缠的能力是必要的执行的二分量子门。从一个简单的例子开始,我们证明了要执行这样的门双本地的本地操作和经典通信(LOCC)应该补充共享纠缠。我们的研究结果指出,量子不和谐的变化,这是一个衡量量子的相关性,即使在没有纠缠,作为失败的LOCC实现的门的指标。
2011-01-11 quant-ph
Quantum Games and Quantum Discord
我们利用广义量子化方案对囚徒困境和小鸡博弈进行了研究,探讨了量子不和谐在量子博弈中的作用。为了建立这种联系,我们使用Werner类状态作为游戏的初始状态。在这种量子化方案中,测量可以在纠缠基和乘积基中进行。对于纠缠基的测量,两种博弈中的困境可以通过具有非零量子不和谐的可分态来解决。类似地,对于乘积基测量,收益仅在量子不一致的非零值时是量子力学的。
2010-12-07 quant-ph
Quantum discord induced by white noises
讨论了在噪声环境中,两个二能级原子在光腔中产生量子不协调的问题。结果表明,当白噪声场分别作用于原子或腔模时,原子间的稳态量子不协调可达非零;而当白噪声场同时作用于腔模和原子时,原子间的稳态量子不协调可达零.特别地,我们证明了白噪声场在不同情况下可以在量子不和谐的产生中发挥不同的建设性作用。
2011-11-23 quant-ph
Geometric quantum discord for two-qubit X-states
双量子比特X态是一大类量子态,在量子关联的量化和动力学研究中起着重要的作用。然而,对于真正的不和谐测度,如原始量子不和谐、不和谐的布勒斯距离和不和谐的相对熵,仍然缺少相应的量子不和谐的量化。本文考虑了两量子比特X-态的不协调的Bures距离的计算,不协调是一种满足不协调测度的所有准则的关联。首先,我们推导了一类五参数态族的Bures不和谐距离的显式表达式。此外,对于一般的两量子比特X态,我们不仅通过对最优局部测量和最优投影算子的分类和分析,计算了两量子比特X态子集的不协调Bures距离,而且给出了整体不协调Bures距离的解析上界.
2021-06-22 quant-ph
Studies on the Role of Entanglement in Mixed-state Quantum Computation
在这篇论文中,我研究了量子纠缠在混合态量子计算中的作用。我们考虑的模型是DQC 1或“一个量子比特的幂”模型。我表明,有最小的二分纠缠在一个典型的实例中的DQC 1电路,甚至把一个上限上的可能的纠缠量。然而,这种有限的纠缠并不意味着系统是经典可模拟的。DQC 1系统的一个典型实例的矩阵乘积状态(MPS)算法需要指数经典资源。这暴露了量子系统中纠缠量和纯非经典关联量之间的差距。我认为,这个缺口可以用量子不和谐来填补。我在DQC 1电路的一个典型实例中计算了它,发现不和谐的数量是该大小的系统的最大可能不和谐的一个常数。这允许将量子不和谐解释为驱动混合态量子计算的资源。我也把量子不和谐作为一个独立的兴趣量来研究。通过一个易于理解的例子研究了它在纠缠分布现象中的作用。本文还讨论了复杂性类P、BQP和DQC 1之间的关系。额外的材料是DQC 1模型,琼斯多项式和统计力学之间的连接。本文最后讨论了与DQC 1模型、量子不和谐及其在量子信息科学中的应用范围有关的几个开放性问题。
2008-07-28 quant-ph
Unification of quantum resources in distributed scenarios
量子资源,如相干、不和谐和纠缠,在许多计算和通信任务中发挥着关键作用。为了找到这些资源背后的本质,人们做出了巨大的努力来探索它们之间的联系。在这项工作中,我们扩展了一方的一致性资源框架的分布式方案,并将其与基础依赖的不和谐。讨论了基相关不协调在量子密钥分发中的操作意义。通过建立一个基依赖的不和谐框架,我们将这些量子资源,相干性,不和谐和纠缠,定量地联系起来,这导致了不同量子资源的度量的统一。
2018-08-11 quant-ph
Quantum discord and remote state preparation
量子不和谐在混合态计算中所扮演的角色被广泛争论,因为尽管有证据表明它在创造量子优势方面的重要性,即使在没有纠缠的情况下,也没有直接的证据证明它在这些计算任务中的必要性。最近,不和谐的存在被证明是必要的和充分的远程状态准备的一个广泛的类别的量子信道[B。Dakić等人,8,666(2012)]。在这里,我们证明了这个属性不是普适的。有些态的不和谐不能被认为是量子资源,因为它是在本地产生的,这对远程态的准备是有用的,还有一些真正的不和谐态是没有帮助的。
2013-08-21 quant-ph
Effects of weak measurements on sudden change of quantum discord
我们研究了两个量子比特量子不和谐的行为突然变化的特殊动力学。环境诱导量子失协的突变行为是目前文献中广泛认同的观点。我们研究了局域独立环境作用下的突变现象,考虑了两个量子比特的不协调,这种不协调是通过对其中一个量子比特的弱测量得到的.结果表明,在弱测量条件下不出现突变现象。我们发现,量子不和谐与弱测量衰减的单调的方式,并表明,量子不和谐可能会表现出突然的变化,只有强(投影)的测量。我们认为环境不是突变的主要原因,量子关联本身才是突变的主要原因。
2023-01-18 quant-ph
Quantum discord as a resource for quantum cryptography
量子不和谐是安全的量子密钥分发所需的最小二分资源,是一种等价于非正交性的密码学原语。它的作用在依赖于设备的量子密码学中变得至关重要,在这种密码学中,准备和检测噪声(各方都无法进入)的存在可能非常强烈,以至于阻止纠缠的分布和蒸馏。纠缠的必要性在设备无关的量子密码学的更强场景中得到了重申,其中所有的噪声源都归因于窃听者。
2014-08-11 quant-ph
Note on quantum discord
本文提出基于部分转置的零失谐判据,推广到qubit-qudit系统,并给出几何量子失谐的解析下界及单向功亏损下界。
2024-08-11 quant-ph
An Operational Meaning of Discord in terms of Teleportation Fidelity
量子不和谐是量子关联的一个重要度量,在将其扩展到纠缠之外方面发挥着重要作用。在这里,我们提供了一个操作意义的(几何)不和谐,量化的数量的非经典相关的任意量子系统的最小距离的经典状态的集合,在一般的两个量子比特和$d \otimes d$维各向同性和维尔纳状态的隐形传态保真度。发现了一个临界不和谐值,超过这个临界值,两个量子比特态必须违反贝尔不等式。这是由一个耗散的两个量子比特的开放系统模型说明。对于$d \otimes d$维状态的不和谐的下限示出可从实验测量的证人运营商。
2012-07-31 quant-ph
Multipartite monogamous relations for Entanglement and Discord
多体系统中量子关联的分布在量子信息理论的许多方面都起着重要的作用。虽然这些量子关联不能自由分布,但如何在多体系统中共享这些关联,即使对于小的量子比特集也是一个公开的问题。基于$n$ -partite系统的纠缠和不和谐之间的新的monogamylike关系,我们显示了这些相关性是如何分布的一般,确定不同的等式和不等式的量子不和谐和纠缠的形成任意多体纯态。
2018-02-01 quant-ph
Quantum discord as resource for remote state preparation
量子纠缠因其在量子信息处理方面的优势而被广泛认为是关键资源之一,包括通用量子计算、降低通信复杂度或密钥分配。然而,已经发现了计算模型,它消耗很少或没有纠缠,仍然可以有效地解决某些被认为是经典棘手的问题。这些模型的存在表明,可分离或弱纠缠态可能是量子信息处理的非常有用的工具,因为它们甚至在耗散环境中也更容易制备和控制。有人提出,对有用的量子态的要求是产生所谓的量子不和谐,一种非经典相关性的度量,包括纠缠作为子集。虽然量子不和谐和少数量子信息任务之间的联系已经被研究过,但它在计算加速中的作用仍然是开放的,它的操作解释仍然局限于少数人为的情况。在这里,我们表明,量子不和谐是远程量子态制备的最佳资源,量子隐形传态协议的变体。使用光子量子系统,我们明确地表明,量子不和谐的几何测量是与这个任务的保真度,这提供了一个操作意义。此外,我们证明了具有非零量子不和谐的可分离态可以优于纠缠态。因此,量子不和谐的作用可能为资源有效的量子信息处理提供基本的见解。
2013-08-14 quant-ph
Affinity-based geometric discord and quantum speed limits of its creation and decay
在本文中,我们定义了一个忠实的量子关联的量词,即几何版本的量子不和谐使用基于仿射度规。结果表明,新测度解决了Hilbert-Schmidt测度的局部附属问题.利用基于亲和力的不和谐的概念,我们推导出量子关联的产生和衰减的量子速度极限时间的Margolus-Levitin(ML)和Mandelstamm-Tamm(MT)界。动力学研究表明,亲和力措施是一个更好的资源相比,纠缠。最后,我们研究了量子关联对量子速度极限的影响。
2022-11-27 quant-ph
Analytical Expression of Quantum Discord for Rank-2 Two-qubit States
以量子纠缠和量子不协调为特征的量子关联在许多量子信息处理中起着重要作用。研究了形成纠缠、并发纠缠、缠结纠缠、基于线性熵的经典关联和基于冯诺伊曼熵的经典关联之间的关系。给出了任意$d\otimes 2$量子态的基于线性熵的经典关联和任意$2\otimes 2$秩为2的量子态的基于冯诺伊曼熵的经典关联的解析公式.从基于冯诺伊曼熵的经典关联出发,导出了任意秩2两比特量子态的量子不和谐的显式表达式。
2018-08-02 quant-ph
Geometric measure of quantum discord and total quantum correlations in a N-partite quantum state
量子不和谐,作为介绍奥利弗和Zurek [物理修订快报。\textbf{88},017901(2001)]是互信息的两个经典等价表达式的量子版本之间的差异的度量,并且被发现在混合态中量子相关的量化和应用中是有用的。它被视为存在于某些量子通信任务和量子计算模型中的关键资源,而不包含太多的纠缠。对量子态中量子不和谐的量化的早期步骤是由Dakic、Vedral和Brukner [Phys. Rev. Lett. 105,190502(2010)],他引入了量子不和谐的几何度量,并导出了任何两量子比特状态的显式公式。最近,Luo和Fu [Phys. Rev. \textbf{82},034302(2010)]介绍了一种二分量子态的量子不和谐的几何测度的一般形式。我们推广了这些结果,并找到了一般N分量子态中量子不和谐和总量子关联的几何测度的一般形式。进一步,我们得到了N比特量子态中量子不和谐和总量子关联的几何测度的精确计算公式。$N$ -量子比特量子态的精确公式是实验上可实现的。
2012-02-01 quant-ph
How Discord underlies the Noise Resilience of Quantum Illumination
纠缠的好处可以比纠缠本身更持久。在量子照明中,纠缠被用来更好地检测环境中的反射物体,这些环境非常嘈杂,以至于所有的纠缠都被破坏了。在这里,我们展示了量子不和谐--一种更有弹性的量子相关形式--解释了量子照明的弹性。我们引入量子照明的性能增益和用于编码关于反射物体的存在或不存在的信息的不和谐的量之间的定量关系。这突出了不和谐的作用,保持纠缠的好处,纠缠打破噪音。
2016-04-19 quant-ph
Overarching framework between Gaussian quantum discord and Gaussian quantum illumination
我们将在嘈杂环境中照亮物体的问题转化为通信协议。探测器被发送到环境中,物体的存在或不存在构成了探测器上编码的信号。然后测量探针以解码信号。我们用两种不同的高斯探针-Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)态和相干态计算了编码和接收信号之间的Holevo信息和可访问信息的边界。我们还评估了在编码过程中消耗的EPR探针的高斯不和谐。我们发现,Holevo量子优势,定义为从EPR和相干态探针获得的Holevo信息之间的差异,是近似等于消耗的不和谐。这些量在低物体反射率和低探测能量的典型照明状态下变得精确。因此,我们表明,不和谐的资源负责的量子优势在高斯量子照明。
2017-02-28 quant-ph
Effects of intrinsic decoherence on discord-like correlation measures of two-qubit spin squeezing model
量子退相干发生在系统与环境相互作用时。研究了内禀退相干影响下两量子比特自旋压缩模型中的量子关联行为。定量结果的确定,这取决于物理系统的参数,通过检查不同的量子关联的量化,如纠缠,局部量子不确定性,轨迹距离不和谐和不确定性引起的量子非局域性。我们发现,纠缠遭受内禀退相干,并表现出突然死亡,而其他措施是更强大的对内禀退相干。进一步,我们强调了自旋压缩耦合常数和磁场的作用。
2023-03-04 quant-ph
Analytical expression of Genuine Tripartite Quantum Discord for Symmetrical X-states
研究二体和多体系统中的经典关联和量子关联对于量子信息理论的发展至关重要。在三分系统中采用的量词中,真正的三分量子不和谐(GTQD),估计所有子系统之间共享的量子相关量,起着关键作用,因为它代表了二分系统中使用的量子不和谐的自然扩展。在本文中,我们推导出一个解析表达式的GTQD的三量子比特系统的特征在于一个子类的对称X-状态。我们的方法已经过测试GHZ和最大混合状态再现预期的结果。此外,我们相信,这里开发的程序构成了一个有效的指导方针,以调查在更一般的多体系统中的不和谐形式的量子关联。
2014-11-17 quant-ph
Quantum correlations in Ising-XYZ diamond chain structure under an external magnetic field
本文研究了纠缠的Ising-XYZ金刚石链结构。利用量子不协和迹距不协研究了该模型的量子关联。对于不同的各向异性参数,磁场和温度值的量子关联。通过量子关联的比较,我们发现迹距不协调总是大于量子不协调。最后观察到了一些新的效应,如量子关联随温度的增加而增加,以及各向异性参数对量子关联的建设性作用。
2015-07-01 quant-ph
Environment-induced sudden transition in quantum discord dynamics
非经典关联在量子信息科学的发展中起着至关重要的作用。最近的发现,非经典相关性甚至可以存在于可分离(非纠缠)状态中,这扩大了这种情况。这种广义的量子关联在量子通信、量子计算、量子相变和生物系统等领域中的应用日益广泛。我们在这里展示了突变现象的发生和免疫力对一些噪声源的量子不和谐和它的经典对应物,在室温下的核磁共振设置。实验是在一个消相干的环境中进行的,导致能量本征态之间的相位关系的损失和系统与环境之间的能量交换,导致松弛到吉布斯系综。
2011-04-19 quant-ph
Entanglement distribution and quantum discord
在远距离的两方之间建立纠缠是量子技术最重要的问题之一,因为长距离纠缠是量子密码学或量子隐形传态等基本任务的重要组成部分。在这个讲座中,我们回顾了纠缠和量子不和谐的基本性质,并讨论了纠缠分布的最新结果和量子不和谐在其中的作用。我们还回顾了可分离态的纠缠分布,并讨论了一些尚未解决的重要问题。一个这样的公开问题是间接纠缠分发的可能优势,当与直接分发协议相比时。
2016-10-17 quant-ph
Quantum discord under system-environment coupling: the two-qubit case
开放量子系统引起了人们极大的关注,因为量子系统与其环境之间不可避免的耦合极大地影响了这些系统的感兴趣的特性。量子不和谐,是对量子系统中总的非经典关联的度量,它包括但不限于量子纠缠的独特性质。量子不和谐可以存在于分离的量子态中,在许多基本物理问题和实际的量子信息任务中起着重要的作用。关于量子不和谐及其对应的经典关联已经有了大量的研究。这篇简短的综述着重于强调两量子比特量子不和谐的系统-环境动力学以及初始系统-环境相关性对开放量子系统动力学的影响。研究了外部控制对开放量子系统动力学行为的影响。讨论了几个相关的实验工作。
2012-11-29 quant-ph
Quantum discord and its geometric measure with death entanglement in correlated dephasing two qubits system
研究了两体分划下开放和封闭量子系统的量子关联,包括纠缠和与其几何测度的不协调,以及经典关联。结果表明,初态的纯度对量子关联和经典关联的动力学行为有重要影响。在退相模型中,量子关联损失和经典关联增益是瞬时发生的。而初态的纯度破坏了幺正相互作用所导致的量子关联。因此,利用纯度参数,可以确定其中不存在具有量子关联的状态的特定区域。
2013-01-30 quant-ph
Quantum Discord and Quantum Computing - An Appraisal
我们将讨论超越经典的计算模型。主要动机是挖掘计算中非经典优势的原因。计算复杂性理论的完整性结果导致识别非常不同的问题,并为计算中的量子增强领域提供了万花筒般的视角。重点放在“一个量子比特的力量”模型,以及量子和经典相关之间的边界,如量子不和谐所描绘的。Eastin最近的一个结果,这个边界的作用,在有效的经典模拟量子计算进行了讨论。在量子不和谐的解释作为量子增强的相关证书的感知缺陷得到解决。
2011-09-26 quant-ph
The roles of quantum correlations in quantum cloning
本文研究了统一的$1\rightarrow 2$态相关克隆和概率量子克隆中输出模的纠缠和量子不协调。还考虑了输出模和量子克隆机之间的三方纠缠。我们发现,量子关联的作用,包括二分和三分纠缠和量子不协调强烈依赖于量子克隆机以及克隆态。特别地,我们发现这种量子克隆方案即使在没有任何量子关联的情况下也是可以实现的。
2014-11-27 quant-ph
Role of the Drive in Mediating Correlations Between Two Qubits Through a Shared Dissipative Cavity
Department of Physics, Faculty of Science, University of Hormozgan(霍尔木兹甘大学理学院物理系)
该研究通过数值精确主方程,揭示共享耗散腔的驱动类型决定两量子比特关联形式,参数驱动可产生无纠缠的量子失协,特定时间调制参数驱动能产生可被温度破坏的纠缠,且参数驱动对单量子比特相干性保护最优。
2026-10-06 quant-ph
Quantum Discord for Investigating Quantum Correlations without Entanglement in Solids
量子系统展现出各种各样的关联,而这些关联是经典系统所没有的。这些量子相关性有各种不同的方面。量子纠缠作为量子关联的最著名的度量,在量子信息处理中起着重要的作用。然而,最近有人指出,量子纠缠不能描述所有的非经典关联。因此,对可分态量子关联的研究受到了广泛的关注。在此,我们从量子不和谐的角度,对可分离热态的量子关联进行了实验研究。观察到量子不和谐的突变,它模糊地捕捉到了与哈密顿量行为相关的临界点。我们的结果显示了量子关联在研究量子系统的基本性质,如非零温度的量子临界性方面的潜在应用。
2012-03-18 quant-ph
Quantum discord and its allies: a review
我们回顾与量子不和谐和相关主题相关的概念和方法。我们还描述了它们与量子信息的其他方面以及超越这些方面的可能联系,包括量子通信、量子计算、多体物理学和开放量子动力学。本文还讨论了多方机制中的量子不和谐及其应用。
2017-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Global quantum discord and von Neumann entropy in multipartite two-level atomic systems
计算了多体二能级原子与单模Fock场相互作用系统的整体量子不和谐和冯诺伊曼熵。我们使用Tavis-Cumming模型。我们已经探索了量子关联和量子纠缠如何在这样的系统中随时间演化。量子系统最初是在混合状态下准备的,不同的参数是不同的,看看它们如何影响系统中的信息处理。整体量子不和谐的动力学特征和冯诺伊曼熵显示了经典关联和非经典关联之间的相互作用。在这个模型中,光子对整体量子不和谐和冯诺伊曼熵起着重要的辅助作用,我们观察到光场对整体量子不和谐和冯诺伊曼熵的影响存在于系统的时间演化中,表明原子和光场态都已经纠缠。全局量子不和谐是以非线性的方式与系统中的光子数相关联的。整体量子不和谐和冯诺伊曼熵在系统动力学中表现为线性行为。还研究了内禀退相干对全局量子不和谐动力学和冯诺伊曼熵的影响。我们外推了大光子数系统的结果。我们研究了系统大小的变化对全局量子不和谐和冯诺伊曼熵的最大值的影响,并估计了这种行为的标度系数。
2023-03-23 quant-ph
Effects of classical environmental noise on entanglement and quantum discord
我们解决了经典噪声的量子关联,纠缠和量子不和谐的动力学的影响,两个非相互作用的量子比特最初准备在贝尔状态。噪声的影响是通过随机化的单量子位跃迁振幅来建模的。我们解决静态和动态的环境噪声对应的相互作用与单独的共同浴在马尔可夫和非马尔可夫制度。在马尔可夫制度中,量子关联的单调衰减被发现,而对于非马尔可夫噪声的突然死亡和复苏现象可能会发生,这取决于噪声的特性。纠缠和量子不和谐表现出相同的定性行为的各种噪声考虑。另一方面,我们发现,单独和共同的环境可能会发挥相反的作用,在保持量子相关性,这取决于考虑的噪声制度。
2012-10-24 quant-ph
Why should we care about quantum discord?
纠缠是量子理论的核心特征。纯态纠缠的数学性质和物理应用使其成为研究量子关联的模板。然而,纠缠措施的可分离性方面的混合态的扩展并不总是对应于所有的操作方面。量子不和谐测度提供了另一种方法,可以将量子关联的概念扩展到混合态。在许多情况下,这些扩展是由物理场景和量子信息协议激发的。在这一章中,我们将讨论涉及相关量子系统的几种设置,从分布式门到检测量子场的检测器。在每一个设置中,我们展示了纠缠如何无法捕获相关系统的相关特征,并讨论了不和谐作为一种可能的替代方案的作用。
2016-08-05 quant-ph
Noise-Assisted Discord-Like Correlations in Light-Harvesting Photosynthetic Complexes
光合系统中的传输现象由于其在设计新型光伏材料中的潜在作用而引起了人们的极大关注。特别是,由于相干量子演化和退相干之间的平衡,光捕获复合物中的能量传输被认为是非常有效的,这是一种被称为环境辅助量子传输(ENAQT)的现象。虽然这种效应已经被广泛研究,但它的行为通常是根据退相干的强度来描述的,即弱、中等或强。在这里,我们从超越纠缠的量子关联的角度研究ENAQT。使用子系统的Fenna-Matthews-Olson复杂,我们发现,不和谐的相关性最大化时,子系统的传输效率的增加,而网站之间的纠缠消失。我们的研究结果表明,量子不和谐是ENAQT的一种表现形式,并强调了超越纠缠相关在光合能量传输过程中的重要性。
2021-04-15 quant-ph
Quantum locking of classical correlations and quantum discord of classical-quantum states
两方之间的锁定协议如下:爱丽丝给鲍勃一个加密的经典消息,她不希望鲍勃能够阅读,直到她给他密钥。如果Alice使用的是经典资源,并且她想要接近无条件安全性,那么密钥和消息必须具有可比的大小。但如果爱丽丝准备了一个量子态,密钥的大小相对来说可以忽略不计。这种效应被称为量子锁定。纠缠在这种量子优势中并不起作用。我们表明,在这种情况下,量子不和谐量化的量子协议的优势,在相应的经典的任何经典的量子态。
2011-05-16 quant-ph
A universal, memory-assisted entropic uncertainty relation
我们推导出一个新的记忆辅助熵不确定性关系的非简并厄米观测量的量子关联,在条件冯诺伊曼熵的形式,和系统和记忆之间的量子不协调发挥了显着的作用。我们的关系是“普适的”,在这个意义上,它不依赖于特定的可观察量,而只依赖于量子态的性质。我们将这种不确定性关系与先前已知的基于纠缠和相关性的记忆辅助关系进行对比。此外,我们提出了一个详细的比较研究的纠缠和discords辅助熵的不确定性关系的系统的两个量子比特-其中之一起着记忆的作用-受到几种形式的独立的量子噪声,在马尔可夫和非马尔可夫制度。因此,我们明确地表明,部分由于量子不和谐的普遍性和固有的弹性,不和谐收紧熵的不确定性关系往往提供了一个更好的估计的不确定性在发挥作用。
2013-02-05 quant-ph
Quantum effects in thermal conduction: Nonequilibrium quantum discord and entanglement
我们研究了纠缠二能级系统中的热传递过程,证明了量子关联在这一非平衡过程中的作用。虽然量子相关性通常会随着温度偏差的增加而降低,但引入空间不对称性会导致一个复杂的行为:将量子位不相等地连接到库,人们发现当系统与热库的连接更弱时,量子相关性会持续存在并随着温度偏差而增加。在相反的情况下,将系统更强地连接到热浴中,观察到相反的、更自然的行为,随着温度偏置的增加,量子相关性被强烈抑制。
2011-05-06 quant-ph
Generalized discord, entanglement, Einstein-Podolsky-Rosen steering, and Bell nonlocality in two-qubit systems under (non-)Markovian channels: Hierarchy of quantum resources and chronology of deaths and births
广义量子不和谐$(D_q)$、爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向$(S)$、纠缠$(E)$和贝尔非定域性($N$)是量子关联的逻辑上不同的量词。所有这些措施捕捉量子态的非经典方面,并在量子信息处理中发挥一定的资源作用。在这项工作中,我们寻找这些量子关联证人满足的一类两个量子比特状态的层次。我们表明,$N \triangleright S\triangleright E\triangleright D_q$,这意味着非局域性意味着转向,这反过来又意味着纠缠,这意味着$q$ -不和谐。对于所关心的量子态,我们表明,在噪声量子信道下的不变性的层次结构直接意味着一个死亡年表。此外,我们发现,除了不和谐之外,所有量子资源的突然死亡只存在于零测度状态的子集中。最后,我们提供了上述层次结构的另一个结果,即,在非马尔可夫渠道下的突然出生年表的存在的说明。
2016-04-06 quant-ph
Secure Key from Quantum Discord
University of Hong Kong(香港大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);Zhengzhou Information Science and Technology Institute(郑州信息科技工程研究所)
本研究基于量子失谐见证分析类BB84量子密钥分发协议的安全性,解决了利用量子失谐分析特定密码协议安全的长期问题,该方法鲁棒性更强、密钥率更高且经实验验证具有实用性。
2024-07-09 quant-ph
Of Local Operations and Physical Wires
在这项工作中(多方)纠缠,不和谐和一致性统一为一个单一的基础资源理论的不同方面,通过简单和操作有意义的基本操作定义。这是通过重新审视定义纠缠,本地操作和经典通信(LOCC)的资源理论来实现的,重点放在通信信道的潜在量子性质上。在LOCC的概括中考虑自然的基本操作产生了一种资源理论,该理论将连接空间分离系统的线路中的一致性作为操作上有用的资源。这种方法自然也允许考虑简化的设置,即只有导线连接到单个量子系统的设置,这导致了discord-like资源。在后一种情况下,自由操作的一般形式被导出并呈现为封闭形式。我们讨论在什么意义上目前的方法定义了量子不和谐的资源理论,在这种情况下,这样的解释是健全的-为什么在一般不和谐不是一种资源。这种统一的和操作上有意义的方法使LOCC中似乎令人惊讶的纠缠的许多特征变得透明,例如使用粒子纠缠两方的可能性,而不会与其中任何一方纠缠,或者存在不同形式的多体纠缠。
2018-02-06 quant-ph
Interpreting quantum discord through quantum state merging
基于量子态合并协议,我们给出了量子不和谐的一种操作解释。量子不和谐是指在量子态合并过程中,如果丢弃相关的先验信息,量子通信代价会增加。基于冯诺伊曼熵的强次可加性,我们的解释有一个直观的解释。我们使用我们的结果来提供其他数量的操作解释,如本地纯度和量子赤字。最后,我们简要讨论了一些情况下,我们的解释是有效的单拷贝的情况。
2010-08-26 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum communication with $SU(2)$ invariant separable $2\times N$ level systems
信息以布洛赫矢量的形式编码在量子位中。在本文中,我们提出了一个协议的信息在一个已知的和一个未知的量子比特到量子比特使用$SU(2)$不变的$\frac{1}{2}\otimes S$不协调状态作为一个通道的远程传输。这些状态已被确定为两个量子比特纠缠维尔纳态的可分离等价物[Bharath & Ravishankar,Phys. Rev. A 89,062110]。由于这些状态的$SU(2) \times SU(2)$不变性,可以通过对量子位执行适当的测量来改变远程量子位。我们还提出了一个协议,用于传输信息的一个未知的qudit到一个远程qudit使用$\frac{1}{2}\otimes S$状态作为一个通道。最后,我们提出了一个从$\frac{1}{2}\otimes S$ -系统到$S\otimes S$ -系统的量子不和谐交换协议。本文提出的所有协议都涉及可分离态作为量子信道。采用这些协议,我们相信,量子信息处理可以使用高度混合的可分离的高维状态。
2021-11-26 quant-ph