Memory Effects in Spin Chain Channels for Information Transmission
我们研究了铁磁自旋链在量子和经典通信中的多重用途，而无需重置。我们发现，在第一次使用期间传输的状态的记忆，使自旋链在第二次传输期间，一个质的不同的量子信道，为此，我们找到相关的克劳斯运营商。我们提出了一个参数来量化通道中的内存量，并发现它会影响通道的质量，这反映在第二次使用期间通过保真度和纠缠传输。对于某些演化时间，记忆允许信道超过无记忆经典容量（通过可分离输入实现），并且在某些情况下，它还可以增强量子容量。
2008-05-25 quant-ph
Memory effects in quantum information transmission across a Hamiltonian dephasing channel
我们研究了一个移相通道的记忆，建模的多模式环境的振荡器。聚焦于两个通道使用的情况下，我们表明，记忆效应可以提高传输的相干量子信息的信道。我们还显示了克劳斯表示为两个通道使用。最后，我们提出了一个编码解码方案，利用内存，以提高传输的保真度。
2007-10-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Memory effects can make the transmission capability of a communication channel uncomputable
大多数通信信道都受到噪声的影响。信息论的目标之一是在信息的传输中增加冗余，使信息可靠地传输，并且通过信道传输的信息量尽可能大。可靠传输的最大速率称为容量。如果信道不保留其过去的记忆，则容量由简单的优化问题给出，并且可以有效地计算。具有记忆的通道的情况不太清楚。在这里，我们表明，通道与内存的容量不能计算精度1/5。我们的结果保持，即使我们考虑一个最简单的家庭这样的渠道-信息稳定的有限状态机渠道-，限制输入和输出的通道分别为4和1位，并允许6位的内存。
2018-03-20 cs.CC cs.FL cs.IT
Q-REACH: Quantum information Repetition, Error Analysis and Correction using Caching Network
针对量子中继器存储受限导致的保真度与传输速率权衡，提出Q-REACH，利用排队缓存、多路径重复及解析时延模型优化重复率并纠正逻辑量子比特。
2025-09-29 quant-ph
Secure distribution of a certified random quantum key using an entangled memory qubit
密钥的随机生成和保密分发是安全通信的基本组成部分。使用其中传输的量子比特与固定存储器量子比特纠缠的量子态允许密钥的安全生成和分发基于量子力学的基本性质。同时，安全通信网络的范围可以被增强，特别是因为该架构将与量子中继器兼容，量子中继器是用于缩放量子网络的组成部分。在这里，我们实现了一个真正的单光子量子密钥分发协议（BBM92协议）在二阶时间相关的$ {g^{(2)}(0)=0.00(5)}$涉及纠缠存储量子比特，使我们能够产生一个认证的随机密钥的量子通信信道的两端。我们证明了密钥的随机性使用的最小熵的原子光子状态所产生的违反CHSH版本的贝尔不等式的$ 2.33(6)$。
2021-11-29 quant-ph
Entanglement enhanced information transmission over a quantum channel with correlated noise
我们表明，纠缠是一个有用的资源，以提高去极化信道的互信息时，连续使用的信道的噪声有一些部分相关。我们获得了一个阈值的记忆程度，取决于收缩因子的通道，在此之上，更高的经典信息与纠缠信号传输。
2001-07-09 quant-ph
Increasing efficiency of quantum memory based on atomic frequency combs
提出了一种基于原子频率梳（AFC）的量子存储方案，该方案从根本上提高了量子存储器的效率。众所周知，弱短脉冲通过具有由透明窗（AFC）分隔的吸收峰的周期性结构的介质传输时，被转换为瞬发脉冲和延迟脉冲。时间延迟等于峰值的频率周期的倒数。建议通过介质再次发送提示脉冲，并使两个延迟脉冲干涉。这导致AFC存储协议的效率的本质增加。
2020-06-03 physics.optics quant-ph
The invalidity of a strong capacity for a quantum channel with memory
一个特定信道的强大容量可以解释为在该信道上可以可靠传输的信息量的急剧限制。为了评估一个特定信道的强容量，必须证明信道编码定理的正向部分和信道的强逆定理。本文研究周期量子信道的强逆定理，并给出了一些令人惊讶的结果。我们首先表明，强逆一般不适用于该通道，因此该通道不具有很强的容量。相反，我们发现，有一个规模的容量对应的错误概率之间的整数倍的周期性的信道的倒数。随机通道也存在类似的规模。
2011-10-18 quant-ph
Efficient quantum cryptography network without entanglement and quantum memory
提出了一种利用d维偏振光子的量子密码网络协议，该协议不需要纠缠和量子存储。Alice说，网络上的服务器提供了准备和测量初始状态为|0>。用户通过一些幺正操作对单光子上的信息进行编码。为了防止不可信的服务器Alice窃听量子线路，在用户之间传输量子信号的过程中使用了非正交编码技术（诱骗光子技术）。该协议不需要服务器和用户存储量子态，几乎所有的单光子都可以用来携带信息，这使得它比现有技术的其他协议更便于应用。我们还讨论了微弱的激光脉冲的情况下。
2007-05-12 quant-ph
Experimental demonstration of quantum memory for light
今天通信的信息载体，一个微弱的光脉冲，本质上是一个量子物体。因此，即使在原则上，关于脉冲的完整信息也不能完美地记录在经典存储器中。在量子信息领域，这导致了一个长期存在的挑战：如何实现光的独立制备的量子态到原子量子态的高保真转移？在这里，我们提出并实验证明了这样的量子存储器的原子系综的基础上的协议。我们第一次证明了一个外部提供的光的量子态的记录到原子量子存储器的保真度高达70%，显着高于经典记录。光的量子存储通过三个步骤实现：光与原子的相互作用，对透射光的后续测量，以及根据测量结果反馈到原子上。记录态密度比光在原子上的最佳经典记录高33%。量子存储器的寿命高达4毫秒的证明。
2004-10-11 quant-ph
One-Shot Classical-Quantum Capacity and Hypothesis Testing
量子信道的单次经典容量量化了可以通过信道的单次使用传输的经典信息的量，使得错误概率低于某个阈值。在这项工作中，我们表明，这种能力是很好的近似通过假设检验定义的相对熵型测量。结合量子版本的斯坦引理，我们的结果给出了一个概念上简单的证明著名的Holevo-Schumacher-Westmoreland定理的容量的无记忆通道。更一般地说，我们得到紧容量公式为任意（不一定是无记忆的）通道。
2013-01-24 quant-ph
Entanlement-Assisted Classical Capacity of Quantum Channels with Correlated Noise
我们计算的纠缠辅助经典容量的对称和非对称泡利通道，两个连续使用的通道相关。从我们的研究中可以明显看出，在有记忆的情况下，与乘积和纠缠态编码相比，如果存在先验纠缠，则在量子信道上传输更多的经典信息。
2006-05-13 quant-ph
Entanglement Transmission Capacity of Compound Channels
我们确定的最佳可实现的速率，在该纠缠可以可靠地传输时，在传输过程中使用的无记忆信道是未知的发送器和接收器。更准确地说，我们假设他们都只知道信道属于给定的信道集合。因此，他们必须使用对整个集合都能很好地工作的编码和解码方案。
2009-04-20 quant-ph
Quantum Capacity of a dephasing channel with memory
我们表明，相干量子信息的数量，可以可靠地传输到一个具有记忆的退相通道是最大化的可分离的输入状态。特别是，我们的信道模型作为一个马尔可夫链或多模式环境的振荡器。虽然在第一个模型中的最大化实现的最大混合输入状态，在后者中，它是方便的利用存在的消相干保护的记忆效应产生的子空间。我们明确计算的量子信道容量的第一个模型，而数值模拟建议后者的下限。在这两种情况下，记忆效应增强了连贯的信息。我们提出的结果有效的任意大小的输入。
2007-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Characterising the Hierarchy of Multi-time Quantum Processes with Classical Memory
本文系统刻画了多时间量子过程中仅传递经典信息的记忆机制，补充分析了两类结构上可视为经典记忆的过程集合，并建立了量子力学记忆效应的完整层级结构，揭示了许多在两时间场景中无法显现的多时间现象。
2024-04-16 quant-ph
Super-Additivity and Entanglement Assistance in Quantum Reading
量子信息理论决定了信息可以通过量子力学描述的物理系统传输的最大速率。在这里，我们考虑称为量子读取的通信协议。量子读取是用于通过使用量子探针来检索存储在数字存储器中的信息的协议，例如，发光的量子态来读取光存储器。在各种情况下，使用量子探针增强了读取协议在保真度、数据密度和能量耗散方面的性能。在这里，我们回顾和表征的量子读取能力的记忆模型，定义为可靠的阅读的最大速率。我们证明了，和量子信息理论中的其他量一样，量子读取容量是超加性的。此外，我们确定的条件下使用的纠缠辅助提高量子读取的性能。
2016-03-04 quant-ph
Optical fibres with memory effects and their quantum communication capacities
本文提出一种可描述长距离光纤记忆效应的模型，精确求解其量子容量、双向量子容量和密钥容量，证明在记忆串扰下高噪声区域也能实现可靠量子通信，并给出临界时间间隔。
2025-01-27 quant-ph
Quantifying and Bounding Spatiotemporal Correlations in Quantum Noise
Sao Carlos Institute of Physics, University of Sao Paulo（圣卡洛斯物理研究所，圣保罗大学）
本文提出统一操作性框架，用过程张量量化量子噪声的时空相关性，并推导维度依赖上界，以见证最小存储器维度及非经典性，并在超导量子比特模型中验证。
2026-09-17 quant-ph
Cryptography In the Bounded Quantum-Storage Model
假设对手的量子存储器是有界的，我们开始研究具有无条件安全性的两方密码原语。我们表明，不经意的传输和比特承诺可以在这个模型中使用协议，其中诚实的当事人不需要量子存储器，而一个敌对的球员需要量子存储器的大小至少为n/2，以打破协议，其中n是传输的量子比特的数量。这与经典的有界记忆模型形成了鲜明的对比，在经典的有界记忆模型中，我们只能容忍对手的记忆大小是诚实玩家记忆大小的二次方。我们的协议是高效的，非交互式的，可以使用当今的技术来实现。在技术方面，建立了一个新的包含最小熵的熵测不准关系。
2006-07-14 cs.CR quant-ph
Commitment Capacity of Discrete Memoryless Channels
在扩展的位承诺的任务和以下工作Crepeau和Kilian发起的，我们介绍和解决的问题，表征的最佳速率，在该离散的无记忆通道可以用于位承诺。事实证明，答案是非常直观的：它是信道的最大模糊度（在去除微不足道的冗余之后），即使在允许无限无噪声双向侧通信的情况下。通过一个众所周知的减少，这一结果提供了一个下限的信道的能力，实现抛硬币，我们推测是一个平等的。证明这一点的方法与Wyner的有线窃听信道问题有关。我们还讨论了量子信道的扩展。
2003-04-10 cs.CR quant-ph
Node Replacement based Approximate Quantum Simulation with Decision Diagrams
本文提出用相似节点替换代替节点删除，并结合局部敏感哈希降低搜索复杂度，在决策图量子模拟中实现更好的内存-保真度权衡，首次在高深度量子霸权基准上展示优于线性的权衡关系。
2025-07-06 cs.ET quant-ph
Memory-assisted long-distance phase-matching quantum key distribution
我们提出了一个方案，推广了双场或相位匹配量子密钥分发（QKD）的损失标度特性的传输$η_{total}$从$\sqrt{η_{total}}$到$\sqrt[2n]{η_{total}}$通过采用n-1存储站自旋量子位和n分束器站，包括光学检测器。我们的方案的资源状态类似于先前的混合量子中继器的基于相干态的光-物质纠缠态，但与后者不同的是，我们的方案避免了使用2n-1个存储站和将传输的光态写入物质存储量子位的必要性。这种存储器辅助相位匹配QKD（MA-PM QKD）的全缩放优势是在只有信道损耗的情况下使用阈值检测器获得的。我们主要关注对于多达n=4（包括存储器移相）和对于n=2（即，$\sqrt[4]{η_{total}}$ -由单个存储器站辅助的MA-PM QKD）用于包括暗计数、存储器去相位和去偏振以及相位失配的误差模型。通过将干涉相敏光学态的双场概念与存储截止存储时间的量子态的概念相结合，可以实现远超过700 km的距离和远高于$η_{total}$的速率，以获得现实的高质量量子存储器（高达1 s的相干时间）和适度的检测器效率。类似地，标度为$\sqrt{η_{total}}$的标准单节点量子中继器在接近完美探测器并超过5秒的自旋相干时间时可以被击败;击败理想的双场QKD需要1秒。至于进一步的实验简化，我们的治疗包括轻物质状态的弱非线性的概念，讨论使用零差探测器的可能性，以及…
2020-11-03 quant-ph
Memory-assisted measurement-device-independent quantum secret sharing
提出一种量子内存辅助的MDI-QSS协议，通过同步三个单光子源提升效率，模拟显示安全密钥率和传输距离显著优于现有无QM协议。
2024-05-27 quant-ph
Dimensioning of Quantum Memories for Distilled Quantum EPR Packets
CNIT/WiLab, DEI, University of Bologna（意大利博洛尼亚大学DEI学院/CNIT/WiLab）
本文提出一个框架，用于设计能够存储蒸馏EPR对的量子记忆，以支持量子纠错码的传输与管理。通过马尔可夫链模型，捕捉存储纠缠态的随机演变，将记忆性能与系统参数关联，提供优化内存架构的分析工具和设计原则。
2026-04-15 quant-ph
Optimal Throughput for Covert Communication Over a Classical-Quantum Channel
本文考虑了无记忆经典量子窃听信道中的通信问题，该信道中的窃听者不应该知道合法方是否正在使用该信道进行通信。具体地，当发送码字时和当不提供输入时，窃听者处的输出量子态之间的相对熵必须足够小。扩展早期的工作，本文证明了“平方根定律”的一个广泛的类的经典量子信道：最大量的信息，可以可靠地和隐蔽地传输在$n$使用这样的信道规模像$\sqrt{n}$。还确定了标度常数。
2017-03-07 cs.IT math.IT quant-ph
Minimal-memory realization of pearl-necklace encoders of general quantum convolutional codes
量子卷积码，像他们的经典同行，承诺提供更高的纠错性能比分组码的等效编码复杂度，并有望在可靠的量子通信中找到重要的应用，其中一个连续的量子比特流被传输。Grassl和Roetteler设计了一种算法，用“珍珠项链编码器”对量子卷积码进行编码。“尽管它们作为表示量子卷积码的简洁方式具有理论意义，但它们并不适合实际实现。事实上，没有直接的方法来实现任何给定的珍珠项链结构。本文缩小了理论代表性和实际执行之间的差距。在我们以前的工作中，我们提出了一个有效的算法，找到一个最小的内存实现的珍珠项链编码器的Calderbank-Shor-Steane（CSS）卷积码。这项工作扩展了我们以前的工作，并提出了一个算法，把一个珍珠项链编码器的一般（非CSS）量子卷积码到一个可实现的量子卷积编码器。我们表明，一个最小的内存实现依赖于珍珠项链编码器中的门串之间的交换关系。我们找到了一个实现的加权图，详细说明了通过珍珠项链的非交换路径。这个图中最长路径的权重等于实现编码器所需的最小内存量。该算法在珍珠项链编码器中的门串数量方面具有多项式时间复杂度。
2010-09-12 cs.DS quant-ph
