Explicit capacity-achieving receivers for optical communication and quantum reading
一个重要的实际开放问题是设计明确的，结构化的光接收器，以实现在光通信和“量子读取”的背景下的Holevo限制。“Holevo极限是一个可达到的速率，高于任何已知光接收器的香农极限。我们演示了如何顺序解码的方法可以实现这两个设置的Holevo限制。对于这两种设置，我们的方案的关键部分是非破坏性的“真空或非”测量，其将n符号调制的码字投影到n重真空状态或其正交补上，使得测量后的状态是n重真空或具有从n符号的联合量子态的支持中移除的真空。用于光通信的顺序解码器需要额外的能力来执行多模光学相空间位移-使用分束器和激光器可实现，而用于量子读取的顺序解码器还需要执行相移（使用相位板可实现）和在线压缩（相敏放大器）的能力。
2012-05-01 cs.IT math.IT quant-ph
Capacity of optical reading, Part 1: Reading boundless error-free bits using a single photon
我们表明，大自然没有施加基本上限的信息位数，每个消耗的光子，可以，在原则上，可靠地读取时，经典的数据被编码在一个介质中，只能被动地调制的振幅和相位的探测光。我们表明，与相干态（激光）源，开-关（调幅）像素编码，和散粒噪声限制的直接检测（商业CD/DVD驱动器的一个过于乐观的模型），最高的光子信息效率可实现的原则上是约0.5位每传输光子。然后，我们证明，当允许接收器对来自大块相位调制存储像素的反射光进行联合（不可分割）测量时，相干状态探测器可以读取每个光子无限的比特数。最后，我们展示了一个空间纠缠非经典光探针和接收器设计的例子-使用单光子源、分束器和单光子探测器可构建-原则上可以读取任何数量的无错误信息位。探针是以多个正交空间模式的均匀相干叠加制备的单光子，即，W州的代码，目标，和联合检测接收器的复杂性所需的相干状态的发射机，以实现可比的光子效率的性能示出要高得多的相比，所需的W-状态的收发器。
2013-02-15 cs.IT math.IT quant-ph
Gaussian Quantum Reading beyond the Standard Quantum Limit
量子读取的目的是利用光的固有量子特性，以低能量和高精度检索存储在光学存储器中的经典信息。我们提供了一个最佳的高斯策略的量子读取与相移键控编码，利用压缩相干光和零差探测器，大大超过标准量子极限，即使在存在损失。这种策略在当前的量子光学技术下是可行的，代表了高效和可靠的量子增强光学读取器的可行原型。
2013-02-07 quant-ph
Quantum reading: the experimental set-up
量子读取协议是指从光学存储器中对信息进行量子增强检索，其通用单元在两个可能的有损通道中存储一位信息。在下文中，我们分析基于光子计数测量的特定类别的光接收器的情况，因为鉴于实际应用，它们可以特别简单。我们证明了基于双模压缩真空（TMSV）态的发射机与光子计数接收机相结合可以实现量子优势，并通过实验证实了这一点。本文在介绍了一些理论背景之后，着重介绍了实验实现，详细描述了数据采集和数据分析。
2021-02-18 physics.optics quant-ph
Cryptographic aspects of quantum reading
除了实现空间上分离的两方之间的安全通信之外，现代密码学中的另一个重要问题与时间上的安全通信有关，即，在存储器上秘密存储信息以供以后检索的可能性。在这里，我们在量子读取的设置中探索这种可能性，量子读取利用量子纠缠来有效地从存储器读取数据，而经典策略（例如，基于相干态或它们的混合）不能检索任何信息。从这个角度来看，量子读取技术可以为数据存储提供一种新的技术安全形式。
2015-09-03 quant-ph
Experimental implementation of unambiguous quantum reading
我们提供了明确的量子光学存储器的读取的最佳策略，即当完美的信息检索是概率实现的情况下，噪声和损失是可以忽略不计的。我们描述了实验量子光学实现，并提供单光子情况下的实验结果。
2012-01-09 quant-ph
Error free Quantum Reading by Quasi Bell State of Entangled Coherent States
光场的非经典态在量子信息科学中有着重要的应用。非经典状态的有效性取决于作为信号的物理参数是连续的还是数字的。本文研究了纠缠相干态的准贝尔态在Pirandola开创的经典数字存储器的量子读出中的作用。这是离散量子鉴别的一个典型例子。我们证明了准贝尔态在量子读出中具有任何经典态都不能获得的无差错性能。
2011-09-13 quant-ph
Quantum Reading of Unitary Optical Devices
我们解决了光存储器的量子读取问题，即以最小能量检索存储在介质的光学性质中的经典信息。我们提出了最佳策略的二义性和明确的量子读取的酉光学存储器，即当一个人的任务是尽量减少错误的概率在检索信息和完美的检索信息时，概率分别实现。与相干探测和零差探测的比较表明，在达到相同性能的情况下，前者节省了几个数量级的能量。报道了利用现有量子光学技术实现量子读出的实验方案。
2015-02-20 quant-ph
Device-independent quantum reading and noise-assisted quantum transmitters
在量子读取中，光的量子态（发射器）被应用于读取经典信息。在存在噪声或足够弱的信号的情况下，量子读取可以通过增强的状态可重复性而优于经典读取。在这里，我们表明，增强的量子效率取决于发射机中存在的一种特定类型的量子相关性，不和谐的响应。不同的编码和发射器会产生不同的效率水平。考虑噪声量子探针，我们表明，压缩热发射机与非对称分布的场模式之间的噪声产生更高的量子效率相比，相干热量子态。噪声增强的量子优势是响应的不和谐的结果，该响应是在恒定压缩下增加的热噪声的非减函数，该行为导致增加的状态可重构性。最后，我们表明，对于非对称压缩热态，误差的概率，作为测量的量子Beskoff界，渐近消失，增加本地的热噪声在有限的整体压缩。因此，在固定的有限压缩，噪声，但强烈不协调的量子态与场模式之间的大噪声不平衡可以优于噪声的经典资源以及具有相同的有限水平的压缩的纯纠缠发射机。
2014-12-22 cond-mat.other math-ph math.MP
Quantum Reading of a Classical Digital Memory
我们考虑一个基本模型的数字存储器中的每个单元是由一个反射介质有两种可能的反射率。通过固定照射在每个存储单元上的光子的平均数，我们表明，非经典光源可以比任何经典光源检索更多的信息。这种改进表现在光子少、反射率高的情况下，信息的增益可能令人惊讶。因此，量子光的使用可以在数字存储器技术中具有重要的应用，例如光盘和条形码。
2011-03-17 cond-mat.other cs.ET physics.optics
Entanglement and secret-key-agreement capacities of bipartite quantum interactions and read-only memory devices
二分量子相互作用对应于在存在浴的情况下两个量子系统之间可能发生的最一般的量子相互作用。在这项工作中，我们确定了两个量子系统之间的纠缠产生和秘密密钥协商的二分相互作用的能力的界限。我们的上界的纠缠产生能力的二分量子相互作用是由一个量称为双向max-Rains信息。我们的上界的秘密密钥协商能力的两体量子相互作用是由一个相关的量称为双向最大相对熵的纠缠。我们还得到更严格的上界的能力，二分相互作用遵守一定的对称性。观察到存储器设备的读取是一种特殊的二分量子相互作用，我们利用我们的边界从双向设置提供我们介绍的任务，称为窃听存储单元的私人读取的能力的界限。给定一组点对点量子窃听信道，私人读取的目标是编码器从这些信道形成码字，以便与控制信道的一个输入和一个输出的一方建立密钥，而被动窃听者可以访问信道的一个输出。我们推导出窃听存储单元的私人读取容量的下限和上限。然后，我们扩展这些结果，以确定可实现的速率为两个遥远的当事人之间的纠缠的产生有一致的访问控制点到点的通道，这是一种特殊的二分相互作用。
2020-01-27 cond-mat.other cs.IT math.IT
Dependence of the time-reading process of the Salecker--Wigner quantum clock on the size of the clock
本文指出，Salecker-Wigner钟读时过程的复杂程度取决于钟的大小。这种依赖关系导致的大小和时钟的准确性之间的关系，并建议一个精确的最佳值的大小在协议的数量级值由Salecker和Wigner建立。
2015-07-31 quant-ph
Collisional decoherence during writing and reading quantum states
碰撞，即使它们不限制存储在基态超精细相干存储器中的量子信息的寿命，当它们发生在写入和读取过程中时，可能严重限制量子存储器的保真度。这对在热蒸气电池中实现量子过程及其作为量子存储器的性能施加了限制。我们在实验中研究了这些碰撞的影响。
2007-04-19 quant-ph
Quantum Reading of Digital Memories
我们考虑一个基本模型的数字存储器中的每个单元是由一个反射介质有两种可能的反射率。通过固定照射在每个存储单元上的光子的平均数，我们表明，非经典光源可以比任何经典光源检索更多的信息。这种改进表现在光子少、反射率高的情况下，信息的增益可能令人惊讶。因此，量子光的使用可以在数字存储器技术中具有重要的应用，例如光盘和条形码。
2011-03-17 math-ph math.MP physics.data-an
Reading a qubit quantum state with a quantum meter: time unfolding of quantum Darwinism and quantum information flux
量子非马尔可夫性和量子达尔文主义是由一个共同的主题联系在一起的两种现象：量子系统与其相互作用的量子环境之间的量子信息通量。在这项工作中，利用量子碰撞模型，一个形式主义发起的Sudarshan和他的学校，我们将分析的效率与一个量子谐振子，作为一个米，获得一个量子比特的信息被转移到玻色子环境。我们将展示，在某些制度下，这种量子信息流是如何低效的，导致同时出现非马尔可夫和非达尔文行为
2020-01-30 quant-ph
All-electrically reading out and initializing topological qubits with quantum dots
我们分析了在一维半导体纳米线中，弱耦合到单能级量子点（QD）的拓扑量子比特的读取和初始化。结果表明，当通过调节门电压使Majorana费米子熔合时，可以通过量子点在一个能量窗口内的占据直接读出拓扑量子比特。量子比特的初始化也可以通过调节量子点上的栅极电压来实现，其中总费米子宇称守恒。因此，读取和初始化过程都可以以全电气方式实现。
2013-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum reading of quantum information
本文将量子读取推广到编码于量子信道中的量子信息，利用双量子比特酉算子建模系统—环境作用，并结合单次量子容量与量子参数估计评估性能。
2023-07-24 quant-ph
Polar Codes for Quantum Reading
量子阅读提供了一个一般框架，在那里制定量子通道的统计歧视。对于这样一个问题，已经采取了几种途径。然而，在使用经典码优化信道鉴别的途径中还有很多工作要做。至少有两个开放的问题，可以指出：如何构建低复杂度的编码方案，是有趣的信道歧视，更重要的是，如何开发能力实现协议。本文的目的是提出一个解决方案，这些问题使用极化码。首先，我们描述了极化编码下的信道的速率和可靠性。我们还表明，该计划提出的错误概率指数衰减的代码长度。最后，分析了作为探针的最佳量子态。
2020-12-18 cs.IT math.IT quant-ph
Dynamics of the reading process of a quantum memory
详细研究了量子存储器中信息提取的机制。我们认为记忆包含一个单一的激发集体原子状态，这是映射到一个单一的光子在读取过程中。一个理论的提取的光子的波包，导致一个简单的解析表达式取决于问题的关键参数，如失谐和强度的读取字段和原子系综中的原子数。然后将该理论与大量的实验情况进行比较，得到了令人满意的定量一致性。通过这种方式，我们能够系统地研究读取过程的饱和度和光谱，以及阐明超辐射在系统中的作用。
2013-09-09 quant-ph
Error Probability Mitigation in Quantum Reading using Classical Codes
描述量子信道系综的统计鉴别的一般框架由量子读取的名称给出。在量子读取中可以应用几种工具来降低区分信道系综的错误概率。经典和量子代码可以被设想用于这个目标。本文的目的是提出一个简单的，但富有成效的协议，这项任务使用经典的纠错码。三个家庭的代码被认为是：里德-所罗门码，BCH码，和里德-穆勒码。结合代码的使用，我们还分析了接收器的作用。特别是，外差和Dolinar接收机被考虑在内。通过探测步骤连接编码和测量方案。作为探测，我们考虑相干态。以这种简单的方式，获得了有趣的结果。正如我们所示，对于任何固定的速率和代码，有一个阈值下，使用代码超过最佳和复杂的计划。然而，存在给出较低阈值的代码和接收器方案。BCH码结合Dolinar接收器被证明是量子读取任务中减少错误的最佳策略。
2021-11-22 cs.IT math.IT quant-ph
The universe would not be perfect without randomness: a quantum physicist's reading of Aquinas
在讨论量子物理学时，随机性是一个不可避免的概念，这可能会引发人们对更多了解其文化历史的好奇心。本文是一个邀请，探讨托马斯阿奎那，欧洲中世纪最杰出的哲学家和神学家之一的问题的立场。
2015-01-05 physics.hist-ph quant-ph
Quantum reading under a local energy constraint
光的非经典态在许多量子信息协议中起着核心作用。它们的量子特性已被利用来改善从数字存储器中读取信息的能力，模拟为微观分束器阵列[S。Pirandola，Phys. Rev. Lett. 106，090504（2011）]。在这个量子阅读模型中，具有爱因斯坦-波多尔斯基-罗森关联的非经典光源已被证明比任何经典光源都能获取更多的信息。特别地，量子经典比较已经在全局能量约束下进行，即，通过固定照射在每个存储单元上的光子的平均总数。在本文中，我们提供了一种替代的分析，这是基于当地的能量约束，这意味着我们固定的平均光子数，每个信号模式照射的存储单元。在这个假设下，我们调查的临界信号模式后，一个非经典光源能够击败任何经典源照射相同数量的信号。
2015-09-03 quant-ph
Entanglement spectroscopy of non-Abelian anyons: Reading off quantum dimensions of individual anyons
研究了非阿贝尔任意子拓扑系统的纠缠谱。纠缠谱类似于哈密顿量的能级，由对称多重态组成。我们发现，不同的本征值之间的比率在一个多重态是普遍的，并确定的任意子的量子尺寸。这个结果是总拓扑荷守恒的结果。对于具有非阿贝尔拓扑序的系统，这概括了纠缠谱的已知简并性，这是拓扑态的标志。这些纠缠谱签名的实验检测可能成为可能在马约拉纳线使用多拷贝方案，允许测量量子纠缠和它的对称性分辨率。
2019-03-24 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum reading of digital memory with non-Gaussian entangled light
它已被显示最近（物理学。106，090504（2011）），具有爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）相关性的纠缠光比任何经典光更好地从数字存储器中检索信息。在识别这一点时，采用了每个单元由具有两种反射率的反射介质组成的数字存储器模型（每个存储器单元编码二进制数0或1）。二进制存储器的读出基本上对应于以不同反射率为特征的两个玻色子衰减器通道的辨别。该模型需要一个完整的数学用具连续变量高斯设置其分析，当任意值的反射率被认为是。在这里，我们限制到一个基本的量子读出机制与非高斯纠缠态的光，与二进制通道被区分为理想的存储器特征在于反射率之一，即，身份通道和热噪声通道，其中照射存储器位置的信号光完全丢失（零反射率），只有撞击存储器上侧的白色热噪声到达解码器。我们比较了在这个模型中的纠缠光与任何经典光源的量子读取效率。我们表明，纠缠发射机提供更好的阅读性能比任何经典的光发射机在低信号强度的制度。
2013-04-26 quant-ph
Discriminating quantum-optical beam-splitter channels with number-diagonal signal states: Applications to quantum reading and target detection
本文考虑了利用纠缠在M个信号模和M'个闲频模对上的一般量子探测态，以最小的误差概率区分两个复值反射率不等的光学分束器通道的问题。我们得到了一个下界的输出状态保真度有效的任何纯输入状态。我们定义了数对角信号（NDS）状态作为输入状态，其信号模式中的密度算子在多模数基中是对角的。对于这样的输入状态，我们推导出一系列公式的最佳错误概率，输出状态的保真度，和的错误概率上界的Boffoff型。对于经典数字存储器的量子读出和目标探测（反射率为实值）的特殊情况，我们证明了对于给定的输入信号光子概率分布，保真度由具有该分布的NDS态最小化;对于给定的平均总信号能量Ns，保真度由具有Ns个总信号光子的多模Fock态最小化。对于一个理想的存储器的读取，它示出，福克状态输入最小化的Beskoff界。对于高损耗条件下的目标检测，一个不去的结果表明缺乏明显的量子优势相干态发射机推导。比较了不同反射率下，数态和双模压缩真空态（或EPR态）发射机相对于相干态发射机的量子读出误差概率性能.虽然非经典状态一般比相干状态表现得更好，但定量性能增益取决于反射率的值而不同。
2011-10-07 quant-ph
Reading entanglement in terms of spin configurations in quantum magnets
我们考虑一个量子多体系统的$N$相互作用的$S{=}1/2$自旋的晶格，并开发一个形式主义，允许提取，从传统的磁观测，量子概率为任何选定的自旋对是在最大纠缠或因式分解的两个自旋状态。这一结果是用来捕捉的意义上的纠缠性质的磁性行为。特别是，我们认为两个自旋之间的并发，并显示其表达式提取信息的存在下的二分纠缠的概率分布相对于特定的两个自旋量子态。我们将上述结果应用于均匀磁场中的反铁磁海森堡模型，包括链和两条腿的梯子。利用量子蒙特卡罗模拟，我们得到了上述几率分布和纠缠度，讨论了它们在光场作用下的演化。
2006-01-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Limits of LEO Satellite Beacon Reading
研究ELROI卫星信标读取的量子极限，证明采用联合检测接收机可大幅缩短识别时间，使有效操作窗口延长近20倍。
2025-10-09 quant-ph
Statistical properties of quantum jumps between macroscopic states of light: reading an operational coherence record
Department of Physics, AlbaNova University Center（阿尔巴诺瓦大学中心物理系）
该研究提出了一种实验装置，通过分析宏观光态的量子跃迁统计特性，揭示量子相干性在操作性相干记录中的表现。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum rebound capacity
受信息论中抽象能力的启发，我们认为量子反弹协议提供了一种统一的视角来处理与Shannon理论制度相关的几个信息处理任务，并将量子信道歧视扩展到Shannon理论制度。这样的协议，定义在最一般的量子物理的方式可能，已被认为是在量子读取DW模型的物理背景下[达斯和王尔德，arXiv：1703.03706]。在[Das，arXiv：1901.05895]中，讨论了这样的协议如何应用于从一方到另一方和返回的往返通信的不同物理环境。所有量子反弹任务的共同点是，解码器本身可以访问随机选择的通道序列的输入和输出，目标是确定编码到通道序列中的消息。如在量子读取的DW模型中所采用的，解码器可以采用的最通用的量子物理策略是自适应策略，其中在对序列中的通道的每次调用之前和之后执行通用量子操作。我们确定在各种感兴趣的情况下的量子反弹能力的下限和上限，我们还讨论了自适应方案的情况下，在零错误量子反弹协议提供了一个优势，在非自适应方案。
2019-09-09 cs.CR cs.IT hep-th
Coherent optical writing and reading of the exciton spin state in single quantum dots
我们证明了一个单一的半导体量子点的中性激子共振的光脉冲的偏振态和它的光生激子的自旋状态之间的一一对应关系。这是使用两个双偏振和独立调谐的皮秒激光脉冲来实现的。第一个“写”的自旋状态的共振激发激子。第二个被调谐到双激子共振，它的吸收被用来“读取”激子自旋状态。第二脉冲的吸收取决于其相对于激子自旋方向的偏振。激子自旋的变化导致我们监测的双激子线的光致发光强度的相应变化，从而获得光偏振的庞加莱球上的任何点到激子自旋的布洛赫球上的点之间的一一映射。
2011-01-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Idler-free channel position finding
纠缠是量子传感的有力工具，并且纠缠态可以极大地提高用于量子照明、量子精密测量或量子读取的协议的辨别能力。然而，纠缠态协议通常需要保持空闲状态，探针被纠缠到空闲状态。存储量子态是困难的，因此技术限制可能使需要量子存储器的协议不可行。一种替代方案是无空闲协议，其利用非经典源，但不需要存储任何空闲状态。在这里，我们应用这样一个协议的任务，信道位置发现。这涉及在背景通道序列中找到目标通道，并且具有许多应用，包括量子传感、量子光谱学和量子读取。
2021-04-29 physics.optics quant-ph
An analysis of reading out the state of a charge quantum bit
我们提供了一个统一的图片的主方程方法和量子轨道方法的测量问题的两个状态的量子系统（一个量子比特），一个电子相干隧道之间的两个耦合量子点（CQD的）测量的低透明度点接触（PC）检测器。我们表明，"部分“约化的密度矩阵的主方程可以从量子轨迹方程（随机主方程）中导出，只需对所有可能的测量结果取"部分”平均即可。若取全系综平均，则得到约化密度矩阵的传统（无条件）主方程。这个统一的图片，在平均（跟踪）不同数量的检测记录（检测器状态），这些看似不同的方法在文献中报道的是特别容易理解使用我们的形式主义。为了进一步证明这种联系，我们分析了一个重要的系综量的初始量子比特状态读出实验，$P(N,t)$，发现$N$电子隧穿通过PC势垒的时间$t$的概率分布。$P(N,t)$使用10000个量子轨道和相应的测量记录的模拟结果，如预期的那样，在非常好的协议与从傅立叶分析的“部分”约化的密度矩阵。然而，量子轨迹方法提供了更多的信息和更多的物理见解的合奏和时间平均量$P(N,t)$。在连续测量实验的单次运行中，每个量子轨迹都类似于量子比特状态的单个历史。我们最后讨论，在这种方法中，读出的量子比特系统的状态在一个单一的拍摄实验的可能性。
2003-02-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Reading, writing and squeezing the entangled states of two nanomechanical resonators coupled to a SQUID
我们研究了一个系统的两个纳米机械谐振器嵌入在一个直流SQUID。我们表明，电感耦合谐振器可以被视为两个纠缠的量子存储器元件的状态，可以读取，或写上采用SQUID作为位移检测器或开关额外的外部磁场，分别。本文提出了一种压缩谐振腔偶模态的方案，从而降低了SQUID中磁通量测量的噪声。最后利用量子主方程分析了耗散对压缩的影响，并定性地给出了弱阻尼区和强阻尼区的不同表现。我们的预测可以用目前的实验能力来检验。
2013-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Classical and quantum mechanics across representations: an operational reading of the Wigner Weyl correspondence
University of Vienna, Faculty of Physics（维也纳大学物理学院）；Vienna Center for Quantum Science and Technology（维也纳量子科学与技术中心）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；Constructor University（Constructor大学）；University of Geneva, Group of Applied Physics（日内瓦大学应用物理组）
研究经典与量子力学在不同表示下的情况，借助维格纳-外尔对应关系，从态、运动学、动力学及测量等层面进行比较，区分人为因素与结构差异，明确不同表示下理论的变化与不变之处。
2026-11-10 quant-ph
The private classical capacity and quantum capacity of a quantum channel
推导了传输私有经典信息的量子信道的容量公式。这被证明是等于用于生成一个秘密密钥的信道的容量，并且无论是容量是由前向公共经典通信增强。受Schumacher和Westmoreland在量子保密性和量子相干性方面的工作的启发，利用经典信息和量子信息之间的相似性，得到了量子信道产生纯二体纠缠的能力的表达式.后者意味着量子信道编码定理的一个新证明和逆定理的一个简单证明。连贯的信息在上述所有能力中发挥作用。
2004-10-21 quant-ph
Information Geometric Superactivation of Asymptotic Quantum Capacity and Classical Zero-Error Capacity of Zero-Capacity Quantum Channels
零容量量子信道的超激活使得在输出端使用具有正联合容量的两个零容量量子信道成为可能。目前，我们没有理论背景来描述超活跃零容量信道的所有可能组合;因此，可能存在许多其他可能的组合。在这篇博士论文中，我提供了一个超激活问题的算法解决方案，并证明了超激活效应的根源是信息几何问题。
2013-03-05 cs.IT math.IT quant-ph
Reading a Single Qubit System Using Weak Measurement with Variable Strength
在任何计算过程中，获取关于两个态叠加的未知量子比特的信息都是必不可少的。量子测量，或称精确测量，通常用于读取未知量子比特系统的信息内容。量子测量是一种不可逆的操作，它使叠加态以概率的方式坍缩到两种可能态之一。在本文中，将提出一种量子算法来读取未知量子比特中的信息，而无需对该量子比特进行精确测量。所提出的算法将使用量子反馈控制方案，通过迭代地对与未知量子比特弱纠缠的辅助量子比特施加尖锐测量。未知量子位的信息内容可以通过对辅助量子位上的尖锐测量的结果进行计数来读取。对辅助量子位的迭代测量将使叠加的振幅以随机游走的方式移动，其中弱测量被应用于未知量子位，当随机游走采取相反的步骤以减少引入系统的干扰时，弱测量可以被逆转。所提出的算法将定义弱测量的强度，以便可以通过向系统添加任意数量的虚拟量子位$μ$来控制弱测量。这将使测量过程减慢到任意尺度，使得在辅助量子位上的$O(μ^2)$测量之后达到对未知量子位的急剧测量的效果。
2016-10-23 quant-ph
Quantum Zero-error Capacity
本文通过推广噪声量子信道的零差错容量概念，定义了一种新的量子信道容量。给出了量子信道具有大于零的零差错容量的必要条件。最后，我们指出了如何计算这种信道的零差错容量的一些方向。
2006-11-08 quant-ph
Quantum Communication With Zero-Capacity Channels
在有噪声的量子信道上的通信在传输中引入了必须被校正的错误。量子纠错的一个基本界限是量子容量，它量化了可以保护的量子数据量。我们从理论上证明，两个量子信道，每个传输容量为零，可以有一个非零的容量时，一起使用。这揭示了量子通信理论中的丰富结构，意味着量子容量并不唯一地指定信道传输量子信息的能力。
2009-02-20 quant-ph
On Quantum Capacity and its Bound
基于全量子力学互熵，详细讨论了纯量子信道和经典-量子-经典信道的量子容量。证明了量子容量推广了所谓的Holevo界。
2004-06-29 quant-ph
The meaning of "anomalous weak values" in quantum and classical theories
一个极不精确的“弱”量子计的读数可以取任意值，它用来确定一个二分变量$S$的值，而不破坏两个变量之间的干扰。我们表明，它的读数的期望值可能采取任何真正的价值，这取决于选择的状态，在该系统是预先和后选择。这些值中的一些必须落在$A$的本征值范围之外，在这种情况下，它们可以表示为用负概率权重获得的“异常”平均值，该负概率权重从可用的概率幅度构造。这种行为是不确定原理的自然结果。“反常弱值”现象在经典统计学中没有非平凡的类比。
2015-09-16 quant-ph
High speed spatially multimode atomic memory
研究了原子系综中多模超短光脉冲的相干存储和提取。我们考虑了一个量子存储过程的基础上的信号脉冲转换成一个长寿命的自旋相干通过轻物质相互作用的非共振λ型系统。为了研究写入和读取过程，我们解析地求解描述场和原子相干性在时间和空间中的演化的偏微分方程。我们展示了如何优化写作和阅读的过程。如果介质长度是固定的，则对于每个长度，存在脉冲持续时间的最佳值。我们讨论了这种存储方案的信息容量，我们估计的横模的数量，可以存储为量子全息图。
2011-02-25 quant-ph
Non-convexity of private capacity and classical environment-assisted capacity of a quantum channel
经典信道的容量是凸的。对于信道的量子容量，情况并非如此：不同量子信道的混合容量超过单个容量的混合，因此是非凸的。在这里，我们表明，这种效果超出了量子容量，并持有私人和经典的环境辅助容量的量子信道。
2016-09-13 cs.IT math.IT quant-ph
Quasi-Superactivation of Classical Capacity of Zero-Capacity Quantum Channels
量子香农理论最近最令人惊讶的结果之一是量子信道的量子容量的超激活。这种现象的根源在于信道容量的可加性的极端违反，并且使得能够在零容量量子信道上可靠地传输量子信息。在这项工作中，我们证明了一个类似的效果，以前被认为是不可能的量子信道的经典容量。我们证明了非零的经典容量可以实现所有的零容量量子信道，它只需要一个基本的光子-原子相互作用过程的帮助-受激发射。
2012-08-02 cs.IT math.IT quant-ph
A classical attack on the coherent one way protocol for quantum key distribution
提出了一种在不读取量子信道上传输的信息的情况下，获取相干单向协议生成的安全密钥的方法。
2020-04-01 quant-ph
Zero-error capacity of a quantum channel
我们定义了量子零差错容量，一种新的经典容量的噪声量子信道。此外，还给出了量子信道具有大于零的零差错容量的必要条件。
2004-03-26 quant-ph
Quantum Capacity Approaching Codes for the Detected-Jump Channel
量子信道容量给出了量子数据可以通过噪声量子信道可靠传输的速率的最终限制。可降解量子信道是量子容量已知的少数信道之一。考虑到可降解信道的量子容量，找到接近容量的实用编码方案仍然具有挑战性。在这里，我们讨论的代码设计的检测跳跃通道，一个可降解的通道与实际相关的描述与检测到的光子发射的原子的自发衰变的物理。我们表明，这个通道可以用来模拟一个二进制经典信道与擦除和位翻转。模拟的经典信道的容量给出了检测跳跃信道的量子容量的下限。当跳跃概率较小时，它几乎等于量子容量。因此，使用一个经典的容量接近代码的模拟经典信道产生一个量子码，接近检测跳跃信道的量子容量。
2010-08-19 quant-ph
On the von Neumann capacity of noisy quantum channels
我们讨论了量子信道用于信息传输和存储的容量。量子信道具有双重用途：它们可以用于传输编码经典信息的已知量子态，并且它们可以以纯量子方式用于传输或存储量子纠缠。本文提出了量子信道的von Neumann容量的定义，它是Shannon容量的量子力学扩展，在经典极限下又恢复到Shannon容量。因此，冯·诺依曼容量根据信道的使用而承担经典或量子容量的角色。与经典构造类似，该容量被定义为信道处理的最大冯诺依曼互熵，当发送已知的量子态时，该度量降低为通过量子信道的经典信息传输的容量（"Kholevo容量"）。量子互熵满足信息度量的所有基本要求，并观察到量子数据处理不等式。我们还推导出一个量子Fano不等式的量子信道的量子损失的量子码的保真度。量子"去极化"通道的数量进行了明确的计算。冯诺依曼能力的超密集编码的上下文中解释，并推导出一个“扩展”的汉明界是一致的能力。
1997-06-03 quant-ph
Coassociative grammar, periodic orbits and quantum random walk over Z
我们证明了量子随机游动产生的组合数学可以从经典混沌映射$x \mapsto 2x mod 1$的周期轨道的读取来解释。
2002-10-17 quant-ph
Correlations Between Quantum Battery Capacity and Quantum Resources for Two-qubit System
School of Mathematics and Statistics, Hainan Normal University（海南师范大学数学与统计学院）
研究双量子比特系统中量子电池容量与量子资源的关系，发现电池容量随量子纠缠、引导、贝尔非局域性和相干性单调下降，且与量子态纹理正相关，揭示了电池容量与量子资源的动态演化关系。
2026-05-12 quant-ph
Capacity Theorems for Quantum Multiple Access Channels: Classical-Quantum and Quantum-Quantum Capacity Regions
我们考虑两个接收端和一个接收端的量子信道。对于任意的这样的信道，我们给出了两个不同的二维容量区域的多字母特征。第一个区域由一个发送者发送经典信息而另一个发送者发送量子信息的速率组成。第二个区域由每个发送者可以发送量子信息的速率组成。对于每个区域，我们给出了一个通道的例子，对应的区域有一个单字母的描述。我们的一个例子依赖于一个新的结果证明在这里，也许是独立的利益，说明在任何可降解的通道的相干信息是凹的输入密度算子。最后，我们与其他工作的连接和讨论的泛化，每个用户同时发送经典和量子信息。
2005-08-04 quant-ph
Remarks on the classical capacity of quantum channel
给出了协变量子信道的单次经典容量与最小输出熵之间关系的直接证明。协变通道的结构进行了详细描述。给出了纠缠辅助经典容量的一个一般不等式的简单证明。
2002-12-04 quant-ph
Parrondo's paradox and superactivation of classical and quantum capacity of communication channels with memory
存在无记忆的零容量量子信道，当它们联合使用时，导致信道具有正容量。这种现象被称为超激活。利用Parrondo悖论，我们给出了经典信道容量的类超激活效应以及具有记忆的量子信道的量子和私有容量的例子.在无记忆的情况下，量子容量的超激活需要几个要素。第一个是要求适合于超激活的量子信道来自两个不同的家族--束缚纠缠信道和擦除信道。第二个是利用在使用通道时纠缠在一起的输入的能力。我们的构造使用具有经典存储器的单个擦除通道家族来实现相同的量子容量超激活效应，而无需上述任何成分。
2013-05-06 quant-ph
Algorithmic Superactivation of Asymptotic Quantum Capacity of Zero-Capacity Quantum Channels
零容量量子信道的超激活使得可以使用两个具有正联合容量的零容量量子信道用于它们的输出。目前，我们没有理论背景来描述超活跃零容量信道的所有可能组合;因此，可能存在许多其他可能的组合。在实践中，为了发现这种超活性零容量信道对，我们必须分析一组非常大的可能的量子态、信道模型和信道概率。目前还没有非常有效的算法工具来实现这一目的。本文提出了一种有效的算法方法，找到这样的组合。我们的方法可以是一个非常有价值的工具，提高容错量子计算的结果和可能的通信技术在非常嘈杂的量子信道。
2012-08-27 cs.IT math.IT quant-ph
