Entanglement-Enhanced Classical Communication on a Noisy Quantum Channel
我们考虑的问题，试图通过一个嘈杂的量子信道发送一个单一的经典位时，通过信道的两个传输可作为一个资源。传统上，两次传输不会增加接收器推断比特的能力。然而，在量子世界中，人们可能有进一步的优势，使两个传输纠缠在一起。我们证明，对于某些嘈杂的信道，这种纠缠传输增强接收器的能力，一个正确的推断。
1996-11-05 quant-ph
Binary optical communication in single-mode and entangled quantum noisy channels
本文研究了单模和纠缠量子噪声信道中的二元光通信。对于单模，我们提出了一个系统的比较直接光电探测和零差检测在现实条件下，即考虑到在传播和检测的信号过程中发生的噪声。然后，我们考虑纠缠信道的基础上的双光束状态的辐射，并表明，与现实的外差检测的错误概率在固定的信道能量相比，单模的情况下，量子效率和噪声参数的值的大范围内减少。
2003-10-06 quant-ph
Error free quantum communication through noisy channels
我们提出了一种利用非共振场与原子的色散相互作用在遥远的量子比特之间实现量子逻辑门的方法。我们提出的方案是理想的工作，即使在用于通信的光子通道中存在错误。对误差的稳定性来自于一种矛盾的情况，即传输的光子不携带关于量子比特状态的信息。与以前的建议相比，理想的通信[物理学评论快报。78，4293（1997）]我们的建议只涉及发送和接收设备中的单个原子。
1998-10-14 quant-ph
The reduction of entropy uncertainty for qutrit system under non-Markov noisy environment
本文研究了非马尔可夫噪声环境下量子系统的熵不确定性，详细讨论了量子存储系统和自发产生干涉（SGI）对熵不确定性的影响。结果表明，采用量子记忆系统和调整SGI的方法可以降低熵的不确定性。特别地，当量子存储系统和SGI同时应用时，熵不确定性可以明显降低。
2019-11-28 quant-ph
Quantum communication and the creation of maximally entangled pairs of atoms over a noisy channel
我们展示了如何通过一个普通的、有噪声的通道（如标准光纤）发送光子，在空间距离较远的原子之间（每个原子都在一个高Q光学腔内）创建最大纠缠EPR对。在每个腔中使用少量辅助原子的误差校正方案有效地消除了光吸收和其他传输误差。这实现了“吸收自由通道”。使用无吸收通道的级联协议允许在远大于通道相干长度的距离上与单个量子比特进行量子通信。
1997-12-11 quant-ph
Squeezing-enhanced phase-shift-keyed binary communication in noisy channels
我们解决基于高斯状态的二进制相移键控通信信道，并证明了压缩提高了在固定能量的信道，也在相位扩散的存在下的状态歧视。然后，我们评估性能的零差检测对最终的量子限制的歧视，并表明零差达到最佳的大噪声制度。最后，我们考虑噪声的种子信号的准备（相位编码前），并表明，在这种情况下，压缩也可以提高在现实条件下的状态歧视。
2018-02-28 quant-ph
Work Extraction from Classically Correlated States in Noisy Quantum Channels with Memory
本研究利用daemonic ergotropy框架，证明带记忆的局部非幺正噪声（如振幅阻尼信道）能诱导量子关联并显著放大可提取功，将非幺正噪声转化为量子协议中的热力学资源。
2025-06-01 quant-ph
Entanglement and communication-reducing properties of noisy N-qubit states
我们考虑许多量子比特的状态的性质，这些状态是在通过各种噪声信道（白噪声、有色噪声、局部去极化、去相位和振幅阻尼）发送某些纠缠态后产生的。研究了这些状态的纠缠及其违反某些类型的贝尔不等式的能力。违反它们的状态允许比经典的效率更高的解决相关的分布式计算任务与约束通信。这是这种状态的直接属性-不需要通过随机本地操作和经典通信（如纠缠纯化或蒸馏程序）对其进行进一步修改。我们确定了新的家庭的多粒子纠缠状态，但仍然允许本地现实的描述特定的贝尔实验。对于其中的一些量子，即使在无限多个量子比特的极限下，纠缠和违反贝尔不等式的临界值之间的“间隙”仍然是有限的。
2010-01-19 quant-ph
Entanglement enhancement of a noisy classical communication channel
本文对Prevedel { \it et al.}的通信协议进行了形式化的量子力学分析。[Phys. Rev. Lett. \textbf{106}，110505（2011）]，其中由发送器和接收器共享的纠缠被用于增强通过特定噪声经典信道${\cal N}$成功传输比特的概率，超过经由最佳经典策略可实现的概率。我们提供了一个完整的分析时，该协议的共享纠缠驻留在一个两量子比特系统。我们的分析表明，由协议指定的测量选择产生的最大可能的增强的概率成功的通信的位与一个使用的信道${\cal N}$。我们确定，共享纠缠驻留在一个双量子系统与$d > 2$不能提供超越纠缠量子比特产生的增强。最后，我们将展示该协议应如何扩展时，信道${\cal N}$的概率参数允许变化。
2011-09-05 quant-ph
Which verification qubits perform best for secure communication in noisy channel?
在安全量子通信协议中，使用2个或更多个相互无偏的基或特定形式的$n$ -量子位（$n\geq2$）纠缠态的集合制备的单个量子位的集合通常用于形成验证串，该验证串随后用于检测窃听的痕迹。形成验证串的量子位被称为诱饵量子位，并且存在可以用作诱饵量子位的大量不同量子态。在没有噪声的情况下，任何诱饵量子比特的选择都提供了同等的安全性。在本文中，我们研究了噪声环境（例如，在振幅阻尼、相位阻尼、集体失相和集体旋转噪声信道中），通过比较使用单量子比特态作为诱饵量子比特的诱饵量子比特辅助安全量子通信方案和使用纠缠态作为诱饵量子比特的方案，来分析和比较两种方案的优缺点。我们的研究表明，单量子比特辅助方案在某些噪声环境中表现得更好，而一些纠缠量子比特辅助方案在其他噪声环境中表现得更好。具体而言，单量子比特辅助方案在振幅阻尼和相位阻尼噪声信道中表现更好，而一些基于Bell态的诱饵方案在集体噪声存在下表现更好。因此，如果通信信道中存在的噪声的种类（即，信道的特性）是已知的或可测量的，那么本研究可以提供通过该信道实现安全量子通信方案所需的诱饵量子比特的最佳选择。
2015-08-21 quant-ph
Entanglement cost of discriminating noisy Bell states by local operations and classical communication
纠缠态可以通过局域操作和经典通信（LOCC）来实现量子态的鉴别。例如，贝尔状态是必要的（和足够的），以完美地区分一组三个或四个贝尔状态的LOCC。在本文中，我们考虑的任务LOCC歧视的状态的嘈杂贝尔系综，其中一个给定的系综所获得的状态通过混合的贝尔状态与任意两个量子比特的状态与非零概率。证明了Bell态是LOCC最佳区分所必需的，即使系综一般不包含任何最大纠缠态，在特定情况下不包含任何纠缠态。
2021-10-01 quant-ph
Quantum Correlations over Long-distances Using Noisy Quantum Repeaters
量子关联作为量子通信的资源，可以通过量子中继器进行远距离传输。在这封信中，我们介绍了噪声量子中继器的概念，并研究了它在量子通信中的作用。量子关联共享噪声量子中继器，然后其特征在于和他们的保密性进行了研究。值得注意的是，有噪量子中继器自然会在密钥蒸馏场景中引入私有状态，因此密钥蒸馏协议被证明更具容忍性。
2008-03-10 quant-ph
Entanglement-Enhanced Classical Communication over a Noisy Classical Channel
我们提出并实验证明了一个通信协议，采用共享纠缠，以减少错误时，发送一个比特在一个特定的嘈杂的经典信道。具体而言，它示出，给定一个单一的使用这个通道，可以发送一个比特具有更高的成功概率时，发送器和接收器共享纠缠相比，最好的可能的策略，当他们不。该实验是使用偏振纠缠光子对实现的，其量子相关性在经典信息的编码和解码中起着关键作用。在实验上，我们发现一个比特可以以概率0.891 \pm 0.002成功传输，这接近于（2 + 2^-1/2）/3 \simeq 0.902的理论最大值，并且显著高于产生5/6 \simeq 0.833的最佳经典策略。
2011-03-31 quant-ph
Towards quantum key distribution with noisy communication sources
由移位的热源发射的入射到分束器上的光束被用作中心广播量子密钥分发协议中的源。这些移位的热状态与通过相移键控产生的信号有相似之处，相移键控已经普遍用于各种基于微波的通信设备。在这里，我们分析了一个热态量子密钥分发协议，其中没有依赖于位移。我们的分析表明，使用广泛可用的广播设备进行QKD的能力。我们还考虑了在协议中的几个点引入损失的影响，并发现，虽然在Alice的信道中增加损失最终导致需要优势蒸馏，但仍然保持安全性。
2022-02-03 quant-ph
How to Maximize the Capacity of General Quantum Noisy Channels
一般量子噪声信道进行了分析，其中传输的量子比特可能会遇到破坏的退相干，以及记忆效应。我们发现，最佳的基础不是完全纠缠，但组合的因式分解和部分纠缠状态的存在下的记忆，不对称性和噪声的状态偏置。容量最大化被证明是可以实现的传输量子比特的时间整形和最佳的基础选择相结合。
2008-10-09 quant-ph
Fast and memory efficient strong simulation of noisy adaptive linear optical circuits
本文提出将线性光学线路输出振幅建模为多元多项式偏导数的算法，通过遍历中间偏导数格实现时间与内存的平衡，并首次同时支持噪声与前馈场景，使此前无法模拟的系统成为可能。
2025-03-07 quant-ph
Avoiding disentanglement of multipartite entangled optical beams with a correlated noisy channel
量子通信网络可以通过将多体纠缠态分布到空间分离的节点上来构建。在量子通信网络中，具有最高飞行速度和可测量亮度的纠缠光束可以作为传输信息的载体。实际信道中存在的损耗和噪声会降低甚至完全破坏纠缠。解纠缠现象将导致量子通信的彻底失败。本文给出了用于量子网络的三重纠缠光束的退纠缠和纠缠恢复的实验演示。我们发现对称三重纠缠光束在纯有损无噪声信道中是鲁棒的。而在噪声信道中，过多的噪声会导致纠缠的退纠缠，而被破坏的纠缠可以通过使用相关噪声信道（非马尔可夫环境）来恢复。所得结果为量子网络的构建提供了有益的技术参考。
2017-05-08 quant-ph
Language Model for Large-Text Transmission in Noisy Quantum Communications
该研究提出利用自然语言处理中的BERT模型增强噪声量子通信（特别是超密编码）的信息传输效率，无需传统纠错技术，为构建可扩展的量子互联网提供了新途径。
2025-04-29 quant-ph
Error-Mitigated Quantum Random Access Memory
提出改进版ZNE方法并嵌入QRAM，量子随机存取存储器，在27量子比特超导量子设备上实验证明其能显著提升QRAM保真度，
2024-10-21 quant-ph
Experimental Quantum Error Rejection for Quantum Communication
我们报道了一个在有噪声的量子信道中实现量子信息无差错传输的比特翻转差错抑制的实验。在实验中，一个待传输的未知态被编码成一个双光子纠缠态，然后通过一个工程噪声量子信道发送。在最后阶段，通过量子奇偶测量对未知状态进行解码，成功地拒绝了在有噪声的量子信道上的错误传输。
2006-06-09 quant-ph
Classical capacity of Gaussian communication under a single noisy channel
玻色高斯信道经典容量的一个长期存在的问题最近通过证明最小输出熵猜想得到了解决。它也是已知的，由Holevo界量化的极限容量可以通过使用无限数量的通道渐近地实现。然而，如果使用有限数量的信道，通信容量可以达到什么程度还不太清楚，这是一个具有实际重要性的话题。在本文中，我们研究了高斯通信的容量，即，在单信道使用下采用高斯状态和高斯测量来编码和解码信息。我们证明了单信道高斯通信的最佳容量是由两个众所周知的协议之一，即，相干态通信或压缩态通信，这取决于能量（光子数）以及信道的特性。我们的研究结果表明，已知的相干态方案，以实现最终的信息理论容量是不是一个实际的最佳方案的情况下，使用有限数量的信道。我们发现，整体的压缩态通信是最佳的，在一个小的光子数制度，而相干态通信表现得更好，在一个大的光子数制度。
2015-05-06 quant-ph
Parameter estimation in a memory-assisted noisy quantum interferometry
我们证明了在退相干的$N$ -量子比特系统中，存储器是一个潜在的资源，用于减缓纠缠衰变。我们表明，这种效果可以用来保持量子干涉测量中的参数估计的亚散粒噪声灵敏度。我们计算了量子费舍尔信息，它为估计的精度设定了最终界限。我们还得到了这样一个嘈杂的干涉仪的灵敏度，当相位估计从测量的人口不平衡或从单体密度。
2014-05-16 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum Random Access Code in Noisy Channels
本研究探讨噪声信道对量子随机访问码性能的影响，并提出用半定规划优化的see-saw方法在已知噪声信道下减轻损失。
2024-02-06 quant-ph
Optimal noisy entanglement testing for ranging and communication
针对纠缠测试问题，提出基于相关-位移转换的LOCC测量设计，在噪声条件下渐近最优，可提升量子测距和纠缠辅助通信性能。
2023-12-22 quant-ph
On Feedback and the Classical Capacity of a Noisy Quantum Channel
在香农信息论中，无记忆通信信道的容量不能通过使用从接收者到发送者的反馈来增加。在本文中，经典反馈的使用被证明是没有增加的无记忆量子信道的无辅助的经典容量时，反馈用于非纠缠的输入状态，或当信道是一个纠缠-打破信道。这给出了香农理论在通过噪声量子通信信道传输时对于某些类别的反馈协议的推广。
2003-05-29 quant-ph
Nonlocality-Assisted Enhancement of Error-Free Communication in Noisy Classical Channels
本文研究贝尔场景中非局域关联对噪声经典信道零错误通信的增强作用，构造出零错误容量为零的信道，借助极值非局域关联可实现1比特或log m比特无误传输，强调其多功能效用。
2025-04-18 quant-ph
A comparative study of protocols for secure quantum communication under noisy environment: single-qubit-based protocols versus entangled-state-based protocols
研究了噪声对各种量子保密通信协议的影响。具体地，我们研究了振幅阻尼、相位阻尼、压缩广义振幅阻尼、Pauli型以及各种集体噪声模型对量子密钥分发、量子密钥协商、量子安全直接量子通信和量子对话协议的影响。从每种类型的安全量子通信协议中，我们选择了两种协议进行比较研究;一种基于单量子比特态，另一种基于纠缠态。本文的比较研究表明，基于单量子比特的方案通常在振幅阻尼、相位阻尼、压缩广义振幅阻尼噪声的存在下表现更好，而基于纠缠的方案在集体噪声的存在下表现更好。我们还观察到，噪声的影响完全取决于量子通信方案中所涉及的量子通信的轮数。此外，可以观察到，压缩，在压缩广义振幅通道中存在的完全量子力学资源，可以以有益的方式使用，因为与相应的零压缩情况相比，它可以产生更高的保真度。
2016-03-01 quant-ph
Quantum coherence of two-qubit over quantum channels with memory
利用相干测度的公理化定义，如$l_{1}$范数和相对熵，研究了两量子比特系统通过量子信道的量子相干性现象，其中信道的连续使用是记忆的.详细讨论了不同类型的有记忆噪声通道，如振幅阻尼、相位阻尼和去极化通道对量子相干性的影响。结果表明，具有记忆的量子信道可以有效地保护相干性免受噪声信道的影响。特别地，作为具有完美记忆的信道，量子相干性不受相位阻尼和去极化信道的影响。此外，我们还研究了具有记忆的量子信道的相干和退相干功率。
2016-12-28 quant-ph
Scheduling Quantum Teleportation with Noisy Memories
量子隐形传态信道可以克服光子损耗的影响，光子损耗是在光纤上实现量子网络的主要挑战。隐形传态信道是通过在两个节点之间分配纠缠态来创建的，这是一个需要经典通信的概率过程。这会导致临界延迟，这可能导致信息丢失，因为量子数据在存储在存储器中时会发生退相干。在这项工作中，我们量化的影响，退相干保真度在量子网络中的节点，由于量子比特存储在嘈杂的内存平台。我们将内存平台建模为一个缓冲区，用于存储等待创建隐形传态通道的传入量子比特。存储器平台的参数化与退相干速率和缓冲区大小，除了在其中传入的量子比特的服务的顺序。我们表明，在一个节点的保真度是一个线性的总和的条款，随时间呈指数衰减，衰减率取决于记忆平台的退相干率。这使我们能够利用拉普拉斯变换来获得有效的计算功能的平均保真度相对于负载，缓冲区大小，和退相干率的内存平台。我们证明，服务量子位在一个后进先出的顺序与推出缓冲区溢出管理是最佳的平均保真度。最后，我们应用这个框架来模拟一个单一的中继器节点，计算由这个中继器假设完美的门操作创建的隐形传态信道的平均保真度。
2022-05-12 quant-ph
Error-tolerant oblivious transfer in the noisy-storage model
本文利用熵不确定性关系，推导了在可信与不可信噪声并存下oblivious transfer安全性的紧致界限，解决了实验设备噪声可能被作弊者利用的安全隐患。
2023-09-08 quant-ph
Entropic uncertainty relation under quantum channels with memory
最近，Xu等人[Phys.Rev.A86，012113（2012）]探索了一类Bell对角态在局部单位和非单位噪声信道影响下的熵不确定性关系的行为。在这里，我们改革他们的结果和调查的熵不确定性关系的影响下，单位和非单位噪声信道的记忆。考虑了不同类型的有记忆噪声信道，如振幅阻尼信道（非幺正）、相位阻尼信道和去极化信道（幺正）。一些分析或数值结果。详细讨论了具有记忆的通道对熵不确定性（或其下界）动态特性的影响。结果表明，随着通道$μ$记忆系数的增大，振幅阻尼记忆通道的熵不确定性（或其下界）先减小后增大，而相位阻尼记忆通道的熵不确定性（或其下界）仅减小.特别是在$μ\rightarrow1$的极限下，熵的不确定性（或其下界）可以得到很好的保护，不受通道退相干的影响。此外，还利用态的纯度对这些现象背后的机理进行了探讨.
2017-10-17 quant-ph
Optimal teleportation fidelity and its deviation in noisy scenarios
本文研究噪声资源态与噪声经典通信对量子隐形传态保真度及偏差的联合影响，推导精确最优公式并给出非经典保真度与无色散条件。
2022-07-10 quant-ph
Continuous-Variable Protocols in the Noisy-Storage Model
我们提出了第一个可以实现的光学连续变量系统的不经意传输协议，并证明了其安全性的噪声存储模型。该模型允许通过发送比攻击者在协议期间的一个特定点可以可靠地存储的更多的量子信号来实现安全性。具体地说，我们确定需要发送多少信号，以实现安全性，通过建立一个权衡协议中产生的量子不确定性和经典容量的内存通道。作为我们的主要技术工具，我们研究和推导新的连续变量系统的不确定性关系。最后，我们为现实的内存模型提供了明确的安全参数。
2015-09-30 quant-ph
Noisy quantum state redistribution with promise and the Alpha-bit
我们考虑一个变化的研究量子态再分配任务，其中的起始状态是已知的，只有接收方鲍勃，而不是发送方爱丽丝。我们称之为单边承诺的量子态再分配。此外，我们认为通信从爱丽丝到鲍勃在一个有噪声的信道$\mathcal{N}$，而不是无噪声的信道，通常被认为是在状态重新分配。我们采取一种自然的方法来解决这个问题，其中我们“嵌入”的承诺作为状态的一部分，然后调用已知的协议组成的量子态重新分配的量子信息的传输噪声信道的已知协议。使用我们的方法，我们能够在参考文献[ArXiv：1706.09434]中使用已知的量子态再分配和噪声信道上的量子通信协议，在有或没有纠缠辅助的情况下再现α比特容量。进一步推广了纠缠辅助的经典α比特容量，证明了任何量子态重分配协议都可以作为一个黑盒来模拟经典通信.
2021-05-20 quant-ph
Quantum Secure Direct Communication with Quantum Memory
量子通信提供了绝对的安全优势，在过去的30年里得到了广泛的发展。作为量子通信的一个重要分支，量子安全直接通信（QSDC）通过在量子信道上直接传输信息，提高了通信的安全性和即时性。一个量子协议的完整实现总是需要在时域中有效地控制消息的传输，因此，将QSDC与量子存储器相结合来完成通信任务是必不可少的。在本文中，我们报告的QSDC与最先进的原子量子存储器的第一次在原则上的实验演示。我们采用光子的偏振自由度作为信息载体，验证了纠缠解码的保真度约为90%。我们的工作完成了走向实用QSDC的基本步骤，并展示了量子网络中长距离量子通信的潜在应用。
2017-05-08 quant-ph
Gaussian error correction of quantum states in a correlated noisy channel
噪声是实现容错量子信息处理和长距离保密通信的主要障碍。在这项工作中，我们提出了一个通信协议依赖于简单的线性光学，最佳地保护量子态从非马尔可夫或相关的噪声。我们通过实验实现了该协议，并证明了在极端噪声信道中对相干态和纠缠态的接近理想的保护。由于所有现实生活中的信道都表现出明显的非马尔可夫行为，所提出的协议将在提高各种量子信息协议的性能方面产生直接影响。
2013-12-10 quant-ph
Learning Quantum Entanglement Distillation with Noisy Classical Communications
量子网络依赖于对纠缠的管理和利用。纠缠量子比特的实际来源是不完美的，产生的混合量子态相对于理想的贝尔对具有降低的保真度。因此，量子网络的一个重要基础是纠缠蒸馏，其目标是通过局域操作和经典通信（LOCC）来提高纠缠量子比特的保真度。现有的蒸馏协议假设理想的、无噪声的通信信道的可用性。在本文中，我们研究的情况下，通信发生在嘈杂的二进制对称信道。我们建议通过参数化的量子线路（PQC）来实现本地处理，这些参数化的量子线路被优化以最大化平均保真度，同时考虑通信错误。所介绍的方法，噪声感知LOCCNet（NA-LOCCNet），被证明具有显着的优势，现有的协议设计的无噪声通信。
2022-05-17 cs.AI cs.LG quant-ph
Single-photon-memory measurement-device-independent quantum secure direct communication
量子安全直接通信（QSDC）利用量子信道来可靠、安全地传输信息。为了消除实际检测器带来的安全漏洞，提出了测量设备无关（MDI）QSDC协议。然而，在MDI-QSDC中利用量子态的基于块的传输，这需要在写入时仍然不可用的实际量子存储器。为了克服这一障碍，我们提出了一个单光子存储器MDI QSDC协议（SPMQC），以免除高性能的量子存储器。所提出的协议的性能的特点是考虑现实的实验参数的模拟，结果表明，它是可行的，依靠当今的技术来实现SPMQC。
2022-12-12 quant-ph
Practical route to entanglement-assisted communication over noisy bosonic channels
纠缠态在量子信息处理中有着巨大的优势，但损耗和噪声阻碍了它在实际应用中的应用。尽管几十年来人们已经知道，通过纠缠可以显著增强有损和有噪声的玻色子信道上的经典通信容量，但没有实用的编码和解码方案可用于实现任何纠缠使能的优点。在这里，我们报告结构化的编码和解码方案，这样的纠缠辅助通信的情况。具体来说，我们表明，纠缠双模压缩真空态的相位编码饱和的纠缠辅助经典通信容量在一个非常嘈杂的信道，克服了没有纠缠援助的隐蔽通信的基本限制。然后，我们构造接收机的离散相位调制下的最佳假设检验协议和连续相位调制下的最佳噪声相位估计协议。我们的研究结果为在射频和微波光谱范围内的纠缠辅助通信和传感铺平了道路。
2020-03-12 physics.app-ph physics.optics 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
Single-Photon-Memory Measurement-Device-Independent Quantum Secure Direct Communication -- Part I: Its Fundamentals and Evolution
本文综述量子安全直接通信的基本原理、安全性证明、性能改进与实际实现，并展望其未来发展方向。
2023-04-19 quant-ph
Revealing the quantum nature of memory in non-Markovian dynamics on IBM Quantum
TUD Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学）
本文通过碰撞模型在IBM量子处理器上研究非马尔可夫动力学中的记忆效应，展示单量子比特动态中量子记忆的验证，并讨论两量子比特动态的模拟限制及替代示例。
2025-10-22 quant-ph
Direct Quantum Communications in the Presence of Realistic Noisy Entanglement
为了实现量子互联网，量子通信需要量子节点之间的预共享纠缠。然而，最大纠缠量子态的产生和分布本身就受到量子退相干的影响。传统上，通过执行量子纠缠蒸馏和随后的量子隐形传态的连续步骤来减轻量子退相干。然而，这种常规方法强加了长的延迟。为了克服这一障碍，我们提出了一种新的量子通信方案依赖于现实的噪声预共享纠缠，它消除了标准方法中的顺序步骤造成的延迟。更准确地说，我们提出的方案可以被看作是一个直接的量子通信方案，能够提高量子比特错误率（QBER）的逻辑量子比特，尽管依赖于现实的噪声预共享纠缠。我们的性能分析表明，所提出的方案提供了竞争力的QBER，产量和有效吞吐量相比，现有的国家的最先进的量子通信方案，尽管需要更少的量子门。
2021-10-20 cs.IT math.IT quant-ph
Constant-Per-Layer-Depth MPS-Pretrained Ansatz for Noisy Distributed Quantum Processors
Korea Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；xDots；Seoul National University（首尔大学）；Korea University of Science and Technology（韩国科学技术大学）
本研究提出恒定每层深度的MPS预训练拟设，通过硬件感知协同设计（电路调度与通信拓扑），在分布式量子处理器上实现噪声下性能优于或匹配单处理器砖墙架构的变分量子计算。
2026-11-02 quant-ph
Quantum Machine Learning for Distributed Quantum Protocols with Local Operations and Noisy Classical Communications
量子纠缠蒸馏和量子态鉴别等分布式量子信息处理协议依赖于局域操作和经典通信。现有的基于LOCC的协议通常假设理想的、无噪声的通信信道的可用性。在本文中，我们研究了经典通信在噪声信道上发生的情况，并建议通过使用量子机器学习工具来解决这种情况下LOCC协议的设计。我们特别关注的重要任务的量子纠缠蒸馏和量子态的歧视，并实现本地处理通过参数化的量子线路（PQC），优化，以最大限度地提高平均保真度和平均成功概率在各自的任务，同时占通信错误。所介绍的方法，噪声感知LOCCNet（NA-LOCCNet），被证明具有显着的优势，现有的协议设计的无噪声通信。
2023-02-17 cs.AI cs.LG quant-ph
Noisy Interactive Quantum Communication
我们研究了在量子通信环境中，在噪声信道上模拟协议的问题。这个问题属于量子信息理论和量子通信复杂性的交叉点，并且对于交互式量子协议的最终现实应用将是重要的，对于某些问题，可以证明交互式量子协议具有比经典协议指数低的通信成本。这些是关于这个问题的量子版本的第一个结果，最初由Schulman在经典环境中研究（FOCS '92，STOC '93）。我们用误差任意小的长度$O(N)$协议来模拟长度$N$量子通信协议。在对抗性噪声下，我们的策略可以承受，对于任意小的$ε> 0$，错误率高达$1/2 -ε$时，各方预共享完美的纠缠，但经典的信道是嘈杂的。我们证明这是最优的。我们在其他几种通信模型中扩展了这些结果，包括当纠缠也有噪声时，以及当没有预共享纠缠但通信是量子和噪声时。我们还研究了随机噪声的情况下，我们提供了一些量子信道的量子容量$C_Q=0$的仿真协议，正的通信速率和没有预共享纠缠，证明了$C_Q$一般不是一个信道的交互式量子通信的能力的正确表征。我们的研究结果表明，一般的量子通信协议中，爱丽丝和鲍勃合作，这些结果特别是在量子通信的复杂性设置姚明和Cleve-Buhrman模型。
2019-06-10 cs.CC cs.IT math.IT
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
Noisy Quantum Simulation Using Tracking, Uncomputation and Sampling
University of Chicago（芝加哥大学）
本文提出TUSQ方法，通过误差特征模块和深度优先树遍历，减少冗余模拟并高效重用中间计算，实现噪声量子模拟的加速。
2026-05-16 quant-ph
Entanglement purification with noisy apparatus can be used to factor out an eavesdropper
我们给出了一个证明，纠缠净化，即使有噪音的设备，是足以解开窃听者（夏娃）的通信信道。我们的证明适用于所有可能的攻击（个人和连贯的）。由于纠缠纯化协议的量子性质，还可以将所获得的量子信道用于量子信息的安全传输。
2001-08-13 quant-ph
A Quantum-Memory-Free Quantum Secure Direct Communication Protocol Based on Privacy Amplification of Coded Sequences
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Qualcomm Technologies Inc.（高通技术有限公司）
本文提出一种无需传统量子密钥分发协议和一次性垫的量子安全直传协议，通过编码序列的隐私放大理论提升安全性。
2026-05-01 quant-ph
On the role of memory errors in quantum repeaters
研究了存储错误对远程量子通信中量子中继器方案的影响。我们表明，通信距离是有限的，在标准的操作模式下，由于内存错误造成的经典信号不可避免的等待时间。我们展示了如何克服这些限制，（i）提高本地存储器，（ii）引入两种新的操作模式的量子中继器。在两种操作模式中，中继器盲运行，即不等待经典信号到达。在第一个方案中，使用基于单向经典通信的纠缠纯化协议，允许在任意距离上进行通信。然而，在局部控制操作中噪声的误差阈值是非常严格的。第二种方案利用了双向经典通信的纠缠净化协议，并继承了标准模式下中继器的良好错误阈值。可以通过物理资源的合理开销将可能的通信距离增加一个数量级。我们概述了一个量子中继器的架构，可以确保洲际量子通信。
2006-11-17 quant-ph
One-shot purity distillation with local noisy operations and one-way classical communication
局域纯态是量子信息理论中的一个基本资源。在这项工作中，我们得到一个镜头实现的边界上的速度，当地纯度蒸馏，在单方面和双方的情况下。在这两种情况下，本地噪声操作是免费的，而在两方的情况下，也可以使用单向经典通信。此外，在这两种情况下，只要从最终的净蒸馏率中扣除，就可以借用当地的纯ANCILLA。我们得到的一次性率，写在互信息类数量，示出恢复的极限渐近独立同分布。Devetak率[PRA，2005]，直至一阶分析。
2022-08-11 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum Switch for the Quantum Internet: Noiseless Communications through Noisy Channels
与直觉相反，量子力学使量子粒子能够在多个时空轨迹中同时传播。因此，量子信息载体可以以不同阶的量子叠加通过不同的通信信道，使得通信信道的相对时间顺序变得不确定。这是通过利用被称为量子开关的量子设备来实现的。在本文中，我们调查，从通信工程的角度来看，在量子隐形传态过程中，量子互联网的关键功能之一的量子开关的使用。具体地说，进行了理论分析，量化的性能增益，可以实现通过采用量子开关的纠缠分发过程中的量子隐形传态相对于没有量子开关的情况下。该分析表明，通过利用量子开关，量子隐形传态是预示着作为一个无噪声的通信过程的概率，显着和反直觉，增加的噪声水平影响的通信信道中考虑的不确定阶时间组合。
2019-07-17 cs.NI quant-ph
The strong converse theorem for the product-state capacity of quantum channels with ergodic Markovian memory
建立通信信道的强逆定理证实了该信道的容量，即可靠信息通信的最大可达速率，是该信道上通信的最终极限。实际上，信道的强逆定理指出，以高于信道容量的速率编码导致误差收敛到其最大值1，并且在通信速率和解码误差之间没有折衷。本文证明了具有遍历马尔可夫关联记忆的量子信道的积态容量的强逆定理成立。
2016-08-26 quant-ph
