Reply to "Comment on Protocol for Direct Counterfactual Quantum Communication"
在回答Vaidman的评论[arXiv：1304.6689]时，我们表明他声称我们的直接反事实量子通信协议[PRL 110，170502（2013），arXiv：1206.2042]仅对一种类型的信息位是反事实的是错误的。
2014-04-28 quant-ph
Counterfactuality of "counterfactual" communication
分析了最近提出的直接量子通信协议的反事实性。有人认为，协议可以是反事实的，只有一个值的传输位。该协议通过增加通道中的路径数量来降低传输通道中颗粒的检测概率。然而，该概率不低于检测到粒子实际通过这种多路径通道的概率，发现该概率小得惊人。讨论了协议的安全性与反事实性之间的关系。的Bohmian解释的框架中的协议的反事实性的分析。
2015-09-21 quant-ph
Quantum networks using counterfactual quantum communication
本研究提出一种能将电子纠缠态反事实传输至独立光子的新型量子通信协议，验证了其可用于构建量子中继器并搭建反事实量子网络，拓展了反事实量子通信的应用场景。
2024-01-30 quant-ph
Three approaches for analyzing the counterfactuality of counterfactual protocols
反事实通信协议分析使用三种方法：一个经典的论点，弱跟踪标准，费舍尔信息标准。有人认为，经典的分析导致矛盾，因此应该放弃。弱迹和Fisher信息准则的通信协议，涉及后选择的反事实的程度一致。后选择是反事实通信协议的必要组成部分。连贯的互动实验，以及最近推出的修改，消除了弱迹的反事实通信设置，进行了讨论。
2021-07-11 quant-ph
Counterfactual Full-Duplex Communication
本文提出了两种新的全双工量子通信协议，在两个远程方之间同时交换经典或量子信息，而无需通过量子信道传输物理粒子。第一种协议称为量子双工编码，它通过反事实解纠缠的方式，使用预共享的最大纠缠量子比特对交换经典比特。第二种协议称为量子电传交换，通过反事实纠缠和解纠缠，可以在不使用预共享纠缠的情况下交换任意未知量子比特。我们利用反事实电子-光子相互作用门演示了量子双工编码和量子电传交换，并表明这些量子双工通信协议分别形成全双工二进制擦除信道和量子擦除信道。
2021-09-27 quant-ph
Direct counterfactual quantum communication protocol beyond single photon source
双链马赫-曾德尔干涉仪的直接反事实量子通信协议需要单光子输入。在这里，我们表明，即使与多光子光源，包括一个强相干光源作为输入，反事实的通信可以实现与成功概率接近统一的理想渐近极限。多光子的路径演化是非局域控制的。因此，在公共传输信道中不出现任何光子或任何其它辅助信息载体的情况下传输信息。该效应是量子的，因为量子测量是该协议的基本要求。此外，提出了一种改进的方案，其中的干涉仪的数量减少。
2022-08-08 quant-ph
Evaluation of Counterfactuality in Counterfactual Communication Protocols
我们提供了一个深入的调查嵌套马赫-曾德尔干涉仪（NMZI）的参数估计使用两种信息措施：香农互信息和经典的Fisher信息。到目前为止，反事实交流（CFC）的协议基于两种不同的反事实定义。特别是，一些方案已经基于NMZI设备，但最近受到批评。我们提供了一种方法来评估这些协议的反事实，基于信息理论框架。更具体地说，我们假设任何现实的量子信道在MZI结构将有一些弱的不受控制的相互作用，我们使用的Fisher信息来衡量反事实违反。该措施是用来评估建议的反事实通信协议由Salih等人。\cite{Salih13}。Arvidsson-Shukur和Barnes \cite{ArvShukur16}的协议基于不同的定义，用概率度量进行评估。结果表明，Arvidsson-Shukur和Barnes的方案满足Arvidsson-Shukur和Barnes的定义，而Salih等人的方案仅满足理想量子信道的定义.对于现实的设备，后一种协议不能实现其目标。
2017-12-18 quant-ph
High-efficiency Weak-trace-free Counterfactual Communication via Quantum Zeno Effect
National University of Defense Technology（国防科技大学）
本研究利用量子芝诺效应实现高效率的反事实量子通信，通过量子光子芯片实验，实现了比特和图像传输的高效与低错误率。
2026-03-18 quant-ph
Improved Direct Counterfactual Quantum Communication
最近，人们利用链式量子芝诺效应提出了一种新的直接反事实量子通信协议。我们发现，由于“链式”的副作用，导致Alice和Bob之间的等效光学距离急剧增加，该协议在实际信道中还远未得到广泛应用。因此，不仅单个比特的传输时间成倍增加，而且协议对噪声更加敏感。在此，我们提出了一种改进的协议，在该协议中，量子干涉被用来破坏由“链式”效应引起的嵌套结构。此外，我们证明了一个更好的反事实是更容易实现，并表明我们的协议优于前者在噪声的存在。
2015-05-05 quant-ph
Protocol for direct counterfactual quantum communication
在物理学中，长期以来一直假设，要使信息在空无一物的空间中的两方“爱丽丝”和“鲍勃”之间传播，物理粒子必须在他们之间传播。在这里，使用“链式”量子芝诺效应，我们展示了在理想的渐近极限下，信息可以在Alice和Bob之间传输，而没有任何物理粒子在它们之间移动。
2013-04-24 quant-ph
Counterfactual communication without a trace in the transmission channel
本文实验实现改进的反事实通信协议，通过频移标记干涉臂验证光子未在传输信道留下痕迹，并以可手机扫描的保真度反事实传输二维码图像。
2023-08-20 quant-ph
"Counterfactual" quantum protocols
分析了最近提出的协议的反事实性。提出了“反事实”的定义，有人认为，对不透明物体存在的无相互作用测量可以称为“反事实”，而对不存在这种物体的拟议“反事实”测量则不属于反事实。仅依赖于对象存在的测量的量子密钥分发协议是反事实的，但量子直接通信协议不是。因此，“反事实”这个名称对于最近通过量子直接通信传输量子态的“反事实”协议是不合适的。
2016-05-07 quant-ph
Comment on "Multitime quantum communication: Interesting but not counterfactual"
本文评论Griffiths解决量子通信协议反事实性争议的方法，指出其提出的“Cost”信道使用度量不合适，因为原始无相互作用测量协议按此度量并不具备反事实性。
2023-06-29 quant-ph
Reply to Comment on "Multitime Quantum Communication: Interesting But Not Counterfactual" by L. Vaidman
本文是对Vaidman发表在arXiv:2306.16756上、针对Griffiths 2023年《物理评论A》相关论文的评论的回复文章。
2024-02-01 quant-ph
Direct Counterfactual Communication with Single Photons
我们日常生活中的直觉使我们相信，远程各方之间交换的信息是由物理粒子携带的。令人惊讶的是，在最近的理论研究[Salih H，Li ZH，Al-Amri M，Zubairy MS（2013）Phys Rev Lett 110：170502]中，发现量子力学允许通信，即使没有物理粒子的实际传输。从通信的角度来看，这个谜团源于量子力学中的一个（非直觉的）基本概念波粒二象性。所有的粒子都可以用波函数来描述。为了确定光是否出现在通道中，人们参考其波函数的振幅。然而，在反事实通信中，信息由波函数的相位部分携带。使用单光子源，我们实验证明了反事实的通信，并成功地将单色位图从一个位置转移到另一个位置，通过使用量子芝诺效应的嵌套版本。
2017-06-05 quant-ph
Modification of "Counterfactual communication protocols" which eliminates weak particle traces
在空间上分离的区域之间进行通信的可能性，甚至没有一个光子在双方之间通过，这是一个惊人的量子现象。以这种方式传输一位的一个值的可能性，即无交互测量，在四分之一个世纪之前就已经知道了。包括传输未知量子态在内的完全通信的协议仅在几年前被提出，但研究表明，在所有这些协议中，粒子在传输通道中留下的痕迹都很弱，该痕迹大于单个粒子通过通道留下的痕迹。这使得这些协议的反事实性的主张充其量是有争议的。然而，这些最近的协议的简单修改消除了传输信道中的痕迹，使所有这些协议反事实。
2019-01-13 quant-ph
What is nonlocal in counterfactual quantum communication?
我们重新回顾Salih等人的“反事实量子通信”[1]，他们声称观察者“Bob”可以向第二个观察者“Alice”发送一位信息，而没有任何物理粒子在他们之间移动。我们表明，一个局部守恒，无质量的电流-具体地说，电流模块角动量，$L_z$模2 $\hbar$ -携带的信息位。我们对从Bob到Alice的$L_z$ mod 2 $\hbar$的通量进行积分，并证明它等于$L_z$ mod 2 $\hbar$的两个特征值之一，0或$\hbar$，从而精确地解释了他发送给她的一位信息。我们以前[2]使用$L_z$ mod 2 $\hbar$的弱值得到了这个结果;这里我们不使用弱值。
2020-11-23 quant-ph
Quantum Counterfactual Communication Without a Weak Trace
经典的通信理论依赖于这样的假设，即必须有一个粒子流从鲍勃到爱丽丝，以便他发送消息给她。我们开发了一个量子协议，允许爱丽丝感知鲍勃的消息“反事实”。也就是说，爱丽丝没有收到任何与鲍勃相互作用的粒子。通过利用建立在无相互作用测量结果上的设置，我们概述了一种通信协议，使信息在发射粒子的相反方向上传播。与以前对此类协议的尝试相比，这一次是这样的，即在消息源处的弱测量不会留下可以被Alice的接收器检测到的弱痕迹。虽然一些无相互作用的计划需要大量的仔细对齐的分束器，我们的协议是可实现的两个或更多的分束器。我们证明了这个协议的数值求解的时间依赖的薛定谔方程（TDSE）的哈密顿量，实现了这种量子反事实现象。
2017-05-16 quant-ph
Genuine Counterfactual Communication with a Nanophotonic Processor
本文在可编程纳米光子处理器上实现了一种新协议，克服了先前反事实通信中弱痕迹和可扩展性问题，实现了无痕迹、低错误率（<1%）的真正反事实通信。
2018-08-14 quant-ph
How Quantum is Quantum Counterfactual Communication?
量子反事实通信是最近提出的使用量子物理在双方之间发送消息的想法，而没有任何与发送的比特相关的物质/能量转移。虽然这激发了巨大的兴趣，无论是对潜在的“不可破解”的通信，还是对量子力学基础的洞察，但人们一直在问这个过程本质上是量子的，还是可以经典地进行。我们研究反事实通信，经典和量子，并表明，迄今为止提出的协议发送信号，不涉及与发送的比特相关的物质/能量转移必须是量子的，因为它们需要波粒二象性。
2020-12-03 physics.hist-ph quant-ph
The laws of physics do not prohibit counterfactual communication
人们已经认识到，反事实通信是不可能的，即使是对后选择的量子粒子。我们强烈挑战这一点，提出了这样一个反事实的计划，其中-明确-没有一个正确的爱丽丝的光子有助于她的信息鲍勃的消息已经鲍勃。我们通过弱测量实验证明了反事实性，并在概念上使用一致的历史-从而同时满足这两个标准没有漏洞。重要的是，Alice学习Bob比特的保真度可以任意接近1。
2022-05-18 cs.IT math.IT quant-ph
Counterfactual quantum-information transfer
我们证明了量子信息可以在两个遥远的参与者之间传输，而无需任何物理粒子在它们之间旅行。反事实方案的关键步骤是使两个非局域量子比特相互纠缠而不发生相互作用，因此该方案也可以用来反事实地产生非局域纠缠。在这里，我们说明了该计划，通过使用飞行的光子量子比特和固定的电子自旋量子比特的辅助量子点内的双面光学微腔。与传统的量子隐形传态不同，该方案不需要两个相距遥远的参与者事先进行纠缠共享或经典通信。
2014-04-25 quant-ph
Counterfactual universal quantum computation
通用量子计算通常与两能级量子子系统之间的相互作用有关，因为这种相互作用通常被视为实现通用量子计算的必要条件。在这项工作中，我们表明，与这种直觉相反，通用的量子计算可以在初始独立的两能级量子子系统之间没有相互作用的情况下实现。我们称之为反事实通用量子计算。作为特例，我们展示了如何实现量子态的反事实通信、反事实量子交换和反事实量子擦除码。为了便于实际实现，我们分析了反事实通用量子计算与现实的设备，包括有限的执行时间，光子损失和原子丢失的影响。除了说明量子物理学的神秘和违反直觉的性质的理论兴趣之外，我们的工作对古代艺术的彩色成像也有实际应用，因为光是禁止照射的。
2020-11-14 quant-ph
First Demonstration of a Group-IV Emitter on Photonic BiCMOS Supplying a Quantum Communication Link
本文首次演示将绝缘体上硅光发射器集成到电子 BiCMOS 晶圆上，为 QKD 发射机提供光源，并在与短波数据共存条件下实现短距离安全密钥分发。
2024-05-02 quant-ph
Reply to "Counterfactual communication not achieved yet -- A Comment on Salih et al. (2022)"
本文回应Popescu对反事实通信论文的质疑，澄清协议针对后选择粒子，并依据弱迹与一致历史判据从理论和实验上捍卫无粒子交换通信的结论。
2025-07-25 physics.hist-ph quant-ph
Experimental demonstration of quantum advantage for one-way communication complexity
在量子信息科学中，用现有的实验系统来证明量子优势的目标是至关重要的。虽然这对于量子计算来说仍然是难以捉摸的，但通信复杂性领域提供了探索和展示这一优势的可能性。在这里，我们定义了这样一个任务，采样匹配问题，它的灵感来自隐藏匹配问题，并在单向通信模型中具有量子和经典协议之间的指数差距。我们的问题允许其概念的光子实现的基础上编码的相位相干态的光，使用一个固定大小的线性光学电路，和单光子检测。这使我们能够通过实验证明在传输的信息资源超过阈值输入大小，这将是不可能达到原始的隐藏匹配问题的优势。我们的演示在各种通信和密码设置中具有影响，例如量子检索游戏和量子货币。
2018-11-22 quant-ph
The wave-function is real but nonphysical: A view from counterfactual quantum cryptography
反事实量子密码学（CQC）在这里被用作评估量子态状态的工具：它是真实的/实体的（自然的客观状态）还是认知的（观察者的知识状态）？与最近的方法波函数本体论，这是基于现实主义模型的量子理论，在这里，我们重铸的问题之间的通信发送器（鲍勃），谁使用的相互作用免费测量，和接收器（爱丽丝），谁观察到的干涉图案马赫-曾德尔设置的问题。我们的方法的一个优点是，它允许我们定义“物理”的概念，除了“真实”。在反事实量子通信的实例中，现实被归因于相互作用自由测量波函数（$ψ$），因为爱丽丝确定性地推断鲍勃的测量。另一方面，$ψ$不对应于粒子的物理传输，因为它在鲍勃的仪器上没有产生检测。因此，我们得出结论，在这种情况下的波函数（以及一般情况下的推广）是真实的，但不是物理的。典型的经典现象是，物体的实在性和物理性是等价的，而对于量子现象，前者严格地较弱。作为这一思想的一个具体应用，波函数的非物理实在性被证明是CQC安全性的基本非经典现象。
2014-07-07 quant-ph
Multitime Quantum Communication: Interesting But Not Counterfactual
本文指出SLAZ量子通信协议并非“反事实”，通过引入基于振幅绝对值平方的信道使用量度“Cost”，证明在步骤数趋于无穷的渐近极限中总Cost不趋于零，并利用Gram矩阵性质给出了严格下界。
2023-06-28 quant-ph
Experimental Demonstration of Robust Bidirectional Quantum Optical Communications
我们在实验上实现了一种通过成对保偏光纤可靠传输量子信息的新方法。物理设置扩展了Mach-Zehnder干涉仪的使用，其中通过干涉消除噪声。该方法可以看作是对现有纤维光学无消相干子空间方法的改进。此外，该设置可以双向应用，这意味着可以从两端实现稳健的量子通信。为了严格量化传输的量子信息的量，用量子通信理论中开发的工具分析光纤。这些结果不仅为通过光纤保护经典和量子信息提供了一种实用的手段，而且为丰富量子通信理论体系提供了一个新的物理平台。
2013-05-07 quant-ph
Comment on "Particle Path Through a Nested Mach-Zehnder Interferometer"
在最近的一篇论文中，arXiv：1604.04596，格里菲斯质疑-基于一个信息一致的历史（CH）参数-反事实，为位的选择之一，萨利赫等人。的通信协议，而不发送物理粒子，物理学。110，170502（2013）。在这里，我们首先表明，用于解释我们的协议的马赫-曾德尔版本，没有家庭的一致的历史存在的任何历史有光子通过通信信道，从而使光子是否在通信信道中的问题从CH的观点是毫无意义的。然后，我们表明，对于实际的迈克尔逊型协议，有一致的历史家庭，包括历史的光子通过通信信道。我们证明了在通信信道中找到光子的概率为零-从而证明了完全的反事实性。
2018-02-09 quant-ph
Point-ahead demonstration of a transmitting antenna for satellite quantum communication
低发散光束是高效率长距离光链路的必要先决条件，特别是对于基于卫星的量子通信。由卫星运动引起的前点角总是比信号光束的发散角大几倍。我们设计了一种新颖的具有指向功能的发射天线，并提供了一种易于执行的校准方法，其精度优于0.2 urad。随后，我们的天线建立了到量子卫星Micius的上行链路，在500- 1，400公里的距离上链路损耗为41-52 dB。结果清楚地证实了我们模型的有效性，并提供了进行量子通信的能力。该方法适用于各种移动平台间的自由空间光通信系统。
2019-12-13 quant-ph
Experimental demonstration of single-shot quantum and classical signal transmission on single wavelength optical pulse
用于经典相干通信系统的高灵敏度检测技术的进步已经将接收信号功率要求降低到每比特几个光子。在这个层次上，人们可以利用量子噪声来创建安全的通信，使用连续变量量子密钥分发（CV-QKD）。因此，在这项工作中，我们将CV-QKD信号嵌入经典信号中，并在25公里的光纤上同时传输经典数据和安全密钥。这是通过使用一种新的相干位移态发生器，它具有被用于广泛的量子光学实验的潜力。这种方法消除了量子通信系统对单独信道的需要，并允许针对给定通信规范降低系统带宽。因此，该演示展示了一种在传统经典通信系统中实现直接量子物理层安全的方法，在实用和低成本实现方面取得了重大进展。
2019-07-22 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement-enhanced classical communication over a quantum channel with correlated noise
我们提出了一个实验，证明纠缠增强的经典通信能力的量子信道与相关噪声。信道由呈现随机双折射的光纤链路建模，该随机双折射在比信道的连续使用之间的时间间隔长得多的时间尺度上波动。在这种情况下，在沿光纤传播的两个光子之间引入纠缠，可以将多达一位的信息可靠地编码到它们的联合偏振自由度中。当两个单独使用的信道之间不允许量子相关时，这种容量减少了三倍以上。我们使用基于自发参量下转换的纠缠光子对的光纤耦合源和线性光学贝尔态测量来证明这种效应。
2004-03-02 quant-ph
Experimental Demonstration of Secure Frequency Hopping Communication Enabled by Quantum Key Distribution
该研究提出并实验验证了利用QKD网络分发跳频图案的跳频扩频通信方案，可提升无线通信安全性并降低截获与干扰概率。
2023-06-20 cs.CR quant-ph
Space-division multiplexed phase compensation for quantum communication: concept and field demonstration
针对光纤量子通信中的相位漂移问题，首次提出并现场演示了基于相邻光纤的空分复用相位补偿方案，显著降低了相位漂移并改善了量子比特错误率。
2024-01-29 quant-ph
Demonstration of universal contextuality through communication games free of both operational inequivalence and compatibility loopholes
本研究通过(3,3)和(4,3)通信游戏实验，同时关闭操作不等价性和兼容性漏洞，首次无漏洞地演示了普适情境性，并揭示了其与制备情境性的关系。
2024-03-14 quant-ph
Detector blinding attacks on counterfactual quantum key distribution
本研究针对反事实量子密钥分发协议，提出两种探测器致盲攻击方法，证明其安全性漏洞，并强调实验实现需加入明确对策以抵御此类攻击。
2020-11-05 quant-ph
Experimental demonstration of scalable quantum blockchain with exponentially superior quantum communication complexity
Guangxi University（广西大学）；Nanjing University（南京大学）；Renmin University of China（中国人民大学）
研究利用弱相干态实现可扩展量子区块链协议，采用循环量子拜占庭协议机制，降低量子通信复杂性，在光子集成电路平台实现六节点网络，资源需求少，并演示了量子安全令牌交换应用，为可扩展量子区块链开辟实用途径。
2026-07-15 quant-ph
Experimental demonstration of quantum advantage in communication complexity for Euclidean distance problem
Sorbonne Université（索邦大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）；JP Morgan Chase & Co.（摩根大通）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）
通过实验证明在欧几里得距离计算任务中，基于相干态脉冲的量子指纹协议在传输信息量上超越经典协议，实现指数级量子优势。
2026-05-29 quant-ph
Demonstration of analyzers for multimode photonic time-bin qubits
我们展示了两种方法的不平衡干涉仪作为量子通信的时间仓量子比特分析仪，强大的模式失真和偏振效应，如预期的自由空间量子通信系统，包括波前变形，路径波动，指向误差和光学元件。尽管强烈的空间和时间扭曲的时间仓量子比特的光学模式，纠缠与一个单独的偏振量子比特，我们验证纠缠使用负部分转置，与测量的可见度高达0.85 $\pm$ 0.01。分析仪的鲁棒性进一步证明了高达0.2 $^{\circ}$的各种入射角。干涉仪的输出耦合到多模光纤中，产生0.74的高系统吞吐量。因此，这些分析器是合适的和有效的多模光信道上的量子通信。
2018-04-27 quant-ph
Demonstration of a reconfigurable quantum network architecture suitable for ground-to-space communication
University of Waterloo（滑铁卢大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）；McMaster University（麦克马斯特大学）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
本研究展示了一种可重构量子网络架构，用于地空通信，通过时分复用优化远距离传输，并在五节点网络中实现了更高的光阴子计数率与偶然计数率比值。
2026-01-06 quant-ph
A Demonstration of Quantum Key Distribution with Entangled Photons for the Undergraduate Laboratory
既然不确定性和测量的基本量子原理已经成为在通信双方之间提供保密的新技术的基础，那么就需要提供教学实验室来说明这些技术是如何工作的。在这篇文章中，我们描述了一个实验室练习中，学生执行量子密钥分发与单光子，并看到如何确保通信的保密性的量子叠加和状态投影的原则。我们使用了一个类似于相关光子本科实验室中使用的台式设备，用偏振纠缠光子实现了Bennett-Bennard-84协议。我们的实验展示了双方之间的通信是如何被窃听者破坏的。我们使用一个简单的石英板来模拟窃听者如何拦截，测量和重新发送通信中使用的光子，我们分析光的状态以显示窃听者如何改变它。
2020-09-22 quant-ph
Experimental demonstration of universal symmetric quantum telecloning
量子远程克隆是一种允许量子信息广播的多方量子通信协议。因此，它可以被看作是量子隐形传态的推广。然而，与量子隐形传态相比，它需要多体纠缠的资源。在这里，我们提出了一个实验演示的通用对称1->2量子遥克隆的量子比特通过四光子偏振纠缠。
2009-08-24 quant-ph
Experimental demonstration of long-distance continuous-variable quantum key distribution
具有信息论安全性的密钥分配是量子信息处理和通信领域的重要成果之一。这一领域的快速发展使得量子密钥分发（QKD）在现实世界中成为可能，并且商业设备现在已经很容易获得。基于连续变量的QKD系统的主要优点是它们只需要标准的电信技术，特别是它们不使用光子计数器。然而，这些系统到目前为止被认为不适合长距离通信。在这里，我们克服了所有以前的限制，并首次展示了连续变量量子密钥分发超过80公里的光纤。该演示包括实际场景的所有方面，包括实时生成密钥，在常规环境中稳定运行，以及使用有限大小的数据块进行秘密信息计算和密钥提取。我们的研究结果对应于一个实现，保证了迄今为止报道的QKD在如此长的距离上的最强安全性，并为安全量子通信的实际应用铺平了道路。
2012-10-23 quant-ph
Experimental demonstration of memory-enhanced quantum communication
在量子科学和工程中，远距离传输量子信息的能力是至关重要的。例如，它能够实现安全的量子密钥分发（QKD），其依赖于禁止“克隆”未知量子态的基本原理。虽然QKD正在成功部署，但其范围目前受到光子损失的限制，并且无法使用简单的测量和重复策略进行扩展，而不会影响其无条件的安全性。或者，利用中间量子存储器节点和纠错技术的量子中继器可以扩展量子信道的范围。然而，它们的实现仍然是一个突出的挑战，需要高效和高保真的量子存储器，门操作和测量的组合。在这里，我们报告的记忆增强量子通信的实验实现。我们使用一个单一的固态自旋存储器集成在纳米光子金刚石谐振器实现异步贝尔态测量。这使得测量设备无关（MDI）-QKD的密钥速率比损耗等效直接传输方法增加了四倍，同时操作兆赫时钟速率。我们的研究结果代表了迈向实用量子中继器和大规模量子网络的重要一步。
2019-09-03 quant-ph
Entanglement demonstration on board a nano-satellite
用于安全通信的全球量子网络可以使用大量卫星在地面节点之间分配纠缠光子对来实现。由于卫星的成本取决于其大小，因此最小的卫星将是最具成本效益的。本文介绍了一种在纳卫星上运行的偏振纠缠光子对源。源违反贝尔不等式，CHSH参数为2.6 $\pm$ 0.06。该源可以与光链路技术相结合，以实现未来的量子通信纳米卫星任务。
2020-06-25 quant-ph
Experimental demonstration of full network nonlocality in the bilocal scenario
在由多个独立的纠缠源组成的网络和多体纠缠系统中，节点间的量子关联对于理解非定域性、量子信息处理和通信都具有重要意义。在过去的几年中，网络非局域性的双本地场景的演示一直是焦点。然而，人们已经发现，开创性的协议不证明端节点之间的纠缠，否则需要在网络中的所有源是非本地的性质。这促使了更强概念的发展，称为全网络非局域性。在这里，我们通过实验证明了网络中的完整网络非局部相关性。具体地说，我们使用两个独立的纠缠源和部分贝尔态测量产生的两对偏振纠缠量子比特。我们的研究结果可能铺平了道路，在量子通信协议中使用的非局域性测试与一个完整的网络非局域性认证。
2022-01-23 quant-ph
Authentication of Smart Grid Communications using Quantum Key Distribution
智能电网解决方案使公用事业和客户能够通过信息和通信技术更好地监测和控制能源使用。信息技术旨在通过实施先进的监测和控制系统来提高未来电网的可靠性，效率和可持续性。然而，利用现代通信系统也使电网容易受到网络攻击。在这里，我们报告的第一次使用量子密钥分发（QKD）的智能电网通信的认证密钥。特别是，我们这样的演示上部署的电力公司的光纤网络。所开发的方法在一个软件包中进行原型化，以管理和利用加密密钥来验证用于监控和数据采集（SCADA）的机器对机器通信。该演示展示了使用QKD提高关键基础设施安全性的可行性，包括未来的分布式能源（DER），例如能源存储。
2022-07-28 quant-ph
Demonstration of microwave single-shot quantum key distribution
针对经典加密面临量子计算威胁的问题，提出基于位移压缩微波态的连续变量QKD方案，用超导器件实现单次检测，验证无条件安全性，证明现有技术可实现短距离露天及长距离低温下的安全微波量子通信。
2023-11-18 quant-ph
Experimental demonstration of a quantum receiver beating the standard quantum limit at the telecom wavelength
判别标准量子限以外的相干态不仅是量子信息处理的一个重要任务，而且也是光相干通信的一个重要任务。为了优化长距离光纤网络，研制一种在电信波长上能超越SQL、接近量子极限的量子接收机具有重要的现实意义。在本文中，我们实验证明了接收机击败传统的SQL在电信波长。我们的接收机由位移操作、单光子计数器和实时自适应反馈操作组成。通过使用一个高性能的单光子探测器工作在远距离通信波长，我们实现了超越SQL的鉴别误差。在电信波段的演示提供了重要的第一步，量子和经典通信超越了SQL使用相干态字母表，我们设想，该技术可用于长距离量子密钥分发，有效的量子态制备和量子估计。
2020-05-11 quant-ph
Demonstration of optimal non-projective measurement of binary coherent states with photon counting
量子态鉴别是量子测量理论中的一个核心问题，其应用范围从量子通信到量子计算。用于状态鉴别的典型测量范例涉及最小错误概率或具有最小不确定结果概率的明确鉴别。或者，一个最佳的非决定性测量，一个非投影测量，实现最小的误差为一个给定的非决定性的概率。这种更一般的测量包括用于状态鉴别的标准测量范例，并且为量子信息和通信提供了更强大的工具。在这里，我们实验证明了最佳的非决定性测量的歧视二元相干态使用线性光学和单光子探测。我们的演示使用相干位移操作的基础上的干涉，单光子探测，和快速反馈，准备最佳的反馈策略的最佳非投影量子测量具有高保真度。这种广义测量使我们能够以最佳的方式从最小误差过渡到二进制相干态的明确测量。作为一种特殊的情况下，我们使用这个一般的测量来实现相位相干态的最佳最小误差测量，这是在平均功率约束下的通信的最佳调制。此外，我们提出了一种混合测量，利用二进制最佳的非决定性测量与顺序，明确的状态消除，实现更高的维度相干态的非决定性测量。
2022-07-25 quant-ph
Experimental demonstration of decoherence suppression via quantum measurement reversal
抑制退相干是实现量子计算和量子通信的关键。在这里，我们的实验表明，由于振幅阻尼的退相干可以抑制利用量子测量反转，其中弱测量和反转测量之前和之后的退相干信道，分别引入。我们还研究了退相干抑制程度和信道透过率之间的权衡关系。
2011-09-22 quant-ph
Demonstration of near-Optimal Discrimination of Optical Coherent States
非正交量子态的最优鉴别是量子测量理论中的一个基本问题，也是光通信中的一个重要基础。在这项工作中，我们提出并实验实现了一种新的和简单的量子测量策略，能够区分两个相干态，具有较小的错误概率比可以使用标准的测量设备，肯尼迪接收机和零差接收机。
2008-09-29 quant-ph
High-rate field demonstration of large-alphabet quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）利用光的量子特性来共享可证明安全的密钥，从而允许在存在窃听者的情况下进行安全通信。第一个QKD方案使用以两种状态编码的光子，例如偏振。最近，大字母表量子密钥分配方案已成为研究热点，该方案将光子编码到高维基态。与二进制编码的QKD相比，大字母表方案可以为每个检测到的光子编码更多安全信息，提高安全通信速率，并提高对噪声和丢失的弹性。高维编码还可以提高其他量子信息处理任务的效率，例如执行贝尔测试和实现量子门。在这里，我们展示了一个大字母表量子密钥分配协议的基础上，高维时间编码。我们实现了创纪录的密钥速率，并进行了大字母表量子密钥分配的第一个现场演示。这证明了一种新的，实用的方法来优化密钥速率，并标志着在部署的网络中传输高维量子态的重要一步。
2016-11-03 quant-ph
