Quantum synchronization blockade induced by nonreciprocal coupling
本文研究非互易耦合量子 van der Pol 振荡器中竞争同步机制，利用稳态微扰展开揭示有效单向耦合导致的同步阻塞，并在平均场极限发现多振荡器主动态。
2025-07-28 nlin.PS quant-ph
Algebraic techniques in designing quantum synchronizable codes
量子同步码是一种量子纠错码，它可以纠正量子噪声的影响以及块同步错误。我们改进了以前已知的一般框架，通过更广泛地使用有限域的理论来设计量子同步码。这使得有可能扩大范围的容忍幅度的块同步错误，同时给出数学洞察到的代数机制的同步恢复。给出了基于删余Reed-Muller码的量子同步码族及其周围空间。
2013-06-06 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum synchronization and correlation in bidirectionally and unidirectionally coupled optomechanical oscillators
光耦合光机械振荡器已被证明是一个多功能的实验资源，探索光机械同步和相关性。在本工作中，我们研究了两个具有两种不同拓扑结构的光耦合光机械振荡器中的量子同步和量子关联现象。在一种情况下，振荡器以可逆的方式与光子耦合，称为双向耦合，而在另一种情况下，光子被允许进入另一个振荡器，但不允许在相反的方向上交换回来，称为单向耦合。我们的结果表明，无论这些配置，当同步建立，两个振荡器也成为量子力学相关的有限程度的高斯量子不和谐。然而，我们发现，根据这些拓扑结构，同步和量子不和谐的行为在一个非常独特的方式。例如，在双向耦合光机械振荡器中，我们发现量子同步和不和谐都表现出类似舌头的图案，这是阿诺德舌头的量子模拟。然而，在单向耦合振子中，我们观察到了一种新的量子相位同步的阻塞行为，也称为量子同步阻塞，而量子不和谐未能映射这种异常行为。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Macroscopic quantum synchronization effects
本研究理论分析全耦合量子极限环振子网络的宏观量子同步效应，揭示微观量子特性会引发经典振子没有的集体同步阻塞，且宏观系综存在双振子系统不具备的涌现行为。
2023-11-08 nlin.AO quant-ph
Mutual information as an order parameter for quantum synchronization
自发同步是一种基本现象，在许多理论研究和应用中具有重要意义。最近，这种效应已经在一些接近量子力学体系的物理系统中被分析和观察到。在这项工作中，我们提出的互信息作为一个有用的序参量，它可以捕获同步的出现在非常不同的情况下，从半经典的内在量子力学系统。具体来说，我们首先研究两个耦合的范德波尔振荡器在经典和量子制度的同步，后来我们考虑两个量子比特内的两个耦合光学腔的同步。在所有这些情况下，我们发现，互信息可以被用来作为一个适当的品质因数，用于确定同步阶段，独立于系统的具体细节。
2014-12-08 quant-ph
Fisher information as general metrics of quantum synchronization
本文提出以经典和量子Fisher information作为量子同步的替代度量，证明其在现有度量失效的区域及2-to-1同步中具有优势，并分析了噪声影响，为理解量子同步开辟新途径。
2023-06-12 quant-ph
Quantum synchronization due to information backflow
证明了在无驱动场的耗散浴中单个量子比特的相位同步。使用Husimi $Q$ -函数，我们表明，相位偏好是目前在长时间限制，只有在非马尔可夫演化与有限失谐。这是由于信息回流，表明非马尔可夫性是量子同步的资源。为了量化同步，我们使用移位相位分布及其最大值。从相移分布的最大值，我们观察到量子同步的签名{ \it即}阿诺德舌头。在我们的例子中，同步区域在舌头区域之外，而舌头内部的区域是去同步区域。这与文献中的结果相反，文献中的同步是在舌头区域内。
2022-05-18 quant-ph
Quantum Synchronization in quadratically coupled quantum van der Pol oscillators
我们在耦合范德波尔振子中实现非线性非谐相互作用，研究系统的量子同步行为。研究了两种振子模型中的量子同步，即耦合量子vanderPol振子和非简谐自振子。我们证明了所考虑的系统表现出高阶同步通过耦合在经典和量子域。我们发现，由于非谐性的非线性相互作用的振荡器系统中的相位锁定制度，这是一个纯粹的非经典效应，并没有观察到在经典域中的声子阻塞。我们还证明了对于耦合非简谐振子，由于非线性相互作用，系统表现出多共振锁相行为。我们指出，同步阻塞的出现是由于强烈的相互关系的振子，导致声子反聚束在相同的参数制度。在非谐振子的情况下，我们说明了聚束和反聚束效应的同时发生的结果，同时负和正相关的非谐振子之间。我们使用功率谱研究了振荡器频率夹带中的上述特征，其中可以观察到强耦合制度中的正常模式分裂和Mollow三重态。最后，我们提出了一个可能的实验实现所考虑的系统在囚禁离子和光学机械设置。
2022-07-04 nlin.AO quant-ph
Quantum Synchronization on the IBM Q System
我们报道了量子同步的第一个实验证明。这是通过在IBM Q系统的量子计算机上对单个自旋$1$极限环振荡器进行数字模拟来实现的。将外部信号施加到振荡器，我们验证了量子同步的典型特征，并演示了基于干涉的量子同步封锁。我们的研究结果表明，最先进的噪声中等规模量子计算机是强大到足以实现现实的耗散量子系统。最后，我们讨论了当前量子硬件的局限性，并定义了研究更复杂问题所需的要求。
2020-04-14 cond-mat.mes-hall nlin.AO quant-ph
Half-integer vs. integer effects in quantum synchronization of spin systems
我们研究了自旋数大于$S = 1$的单自旋系统在外部半经典信号驱动下的量子同步。基于干涉的量子同步阻塞的发生被发现是定性的不同的整数与半整数自旋数$S$。我们解释这种现象的相互作用之间的外部信号和结构的极限环在系统中的相干性的产生。此外，我们表明，相同的耗散极限环稳定机制导致非常不同的水平的量子同步整数与半整数$S$。然而，通过为每个自旋数选择适当的极限环，可以为整数和半整数自旋系统实现相当水平的量子同步。
2022-12-22 quant-ph
Quantum Synchronization of Twin Limit-Cycle Oscillators
本文提出量子Liénard系统，其经典对应物有两个极限环，量子情形下两环共存于单一稳态，耦合驱动时一个量子态可有两个相位，耦合两振荡器同时出现同步与同步封锁，并引入更精细的同步度量。
2025-08-14 quant-ph
Quantum limit cycles and synchronization from a measurement perspective
Department of Physics, University of Basel（巴塞尔大学物理系）
本文研究了连续异频测量下量子极限环与同步现象，通过量子轨迹揭示量子极限环特性，分析量子van der Pol振子和两能级系统，探讨量子同步与经典极限环在噪声下的相似性。
2026-04-10 nlin.PS quant-ph
Mediated Transmission of Quantum Synchronization in Star Networks
Renmin University of China（中国人民大学）；School of Physics, Renmin University of China（中国人民大学物理学院）；Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China（中国人民大学量子态构建与操控教育部重点实验室）
研究量子星形网络中自旋-1粒子的中介同步传输，揭示了远程同步与准爆炸性同步的动态特性及非经典系统中的新可能性。
2026-03-03 quant-ph
Quantum Clock Synchronization: a Multi-Party Protocol
我们提出了一个多方量子时钟同步协议，利用共享的先验纠缠和经典信息的广播来同步空间分离的时钟。值得注意的是，只有任何一方有必要公布经典信息。因此，该方法的效力与当事人的相对所在地无关。建议的方案是稳健的，不需要精确的程序步骤顺序。
2001-12-19 quant-ph
Universal Manipulation of Quantum Synchronization in Spin Oscillator Networks
针对开放多体系统中量子同步操控依赖耗散工程且系统依赖性强的问题，提出一种在自旋振荡器网络中将最大同步连续调控为量子同步团簇的通用可测方法，解析证明同步源于自旋翻转过程，并可通过XYZ相互作用与光泵浦实验实现。
2025-10-11 quant-ph
Optimal synchronization deep in the quantum regime: resource and fundamental limit
我们发展了一个分析框架来研究量子自维持振荡器与外部信号的同步。我们的统一描述使我们能够识别量子同步所依赖的资源，并定量地比较不同的极限环和信号的同步行为。我们专注于最基本的量子系统，能够举办一个自我维持的振荡，即一个单一的自旋1。尽管自旋没有经典的类似物，我们首先表明，它可以实现范德波尔极限环深的量子制度，这使我们能够提供一个分析的理解，最近报道的数值结果。移动到赤道极限环，然后我们揭示了存在的基于干涉的量子同步封锁，并扩展经典的阿诺德舌头蛇一样的分裂舌头。最后，我们推导了自旋为1的系统所能达到的最大同步，并构造了一个渐近达到这个基本极限的极限环。
2019-04-08 cond-mat.mes-hall nlin.AO quant-ph
Quantum correlations and mutual synchronization
研究了由两个失谐量子谐振子组成的基本量子系统中的相互同步现象。我们确定了导致这种自发现象的条件，表明系统同步的能力与不同衰减率的存在有关，并伴随着强大的量子不和谐和振荡器之间的互信息，防止从系统中泄漏信息。
2012-05-07 quant-ph
Synchronization of optical photons for quantum information processing
光子量子比特量子信息处理的一个基本要素是两个光子通过HOM效应聚束在一起时的非经典量子干涉。最终，许多这样的纯光子必须在复杂的干涉测量网络中进行处理，为此，必须同步飞行光子的到达时间，以保持其纯度。在这里，我们第一次证明了HOM干涉的两个预示，纯光子同步通过两个独立的量子存储器。控制存储时间高达1.8微秒，每秒约90个事件，实现了纯度足够高的负维格纳函数与零差测量确认。
2015-09-15 quant-ph
A class of quantum synchronizable codes of length $2^n$ over ${\rm F}_q$
量子同步码是一种特殊的量子纠错码，可以用来纠正量子噪声对量子比特的影响和块同步中的失准。利用分圆陪集构造了一类新的长度为$2^n$的量子同步码，其同步能力始终达到上界$2^n$ .
2021-10-25 quant-ph
Observation of quantum phase synchronization in spin-1 atoms
随着人们对量子技术的兴趣越来越大，同步量子系统的可能性最近引起了人们的极大关注。在激光冷却自旋为1的$^{87}{Rb}$原子的稀系综实验中，我们观察到自旋相干态的相位差与外经典场的相位同步。经典双光子光场产生的暗态极化激元使自旋为1的原子的初始极限环态局域在相空间中。特别是，当两个耦合场异相时，极限环状态只与两个人工设计的各向异性衰减速率相关。此外，我们观察到的封锁同步由于量子干涉和阿诺德舌状功能的出现。这种各向异性衰减诱导的自旋1系统的同步，没有经典的类似物可以提供见解开放量子系统和发现应用在同步量子网络。
2020-06-02 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
On Decoherence in Quantum Clock Synchronization
我们研究了两个量子版本的爱丁顿时钟同步协议中存在的退相干。第一个协议使用最大纠缠态来实现海森堡极限的时钟同步。第二个协议在不使用纠缠的情况下达到了极限。我们证明了这两个协议的等价性下的任何单量子比特的退相干模型，本身不提供同步信息。
2006-05-01 quant-ph
Quantum clock synchronization and quantum error correction
我认为量子协议的时钟同步，并特别调查是否纠缠蒸馏或量子纠错码可以提高这些协议的鲁棒性。我还提请注意一些未回答的问题，相对论理论的量子测量。本文是根据2000年9月25日至26日在美国宇航局-国防部空间应用量子信息和时钟同步研讨会（QuICSSA）上的一次演讲撰写的。
2000-10-29 quant-ph
The Conventionality of Synchronization and the Causal Structure of Quantum Mechanics
测量速度需要空间分离的时钟同步。因为这种同步必须先于速度的确定，所以没有任何时钟同步系统--比如基于爱因斯坦光速各向同性假设的系统--可以建立在实验验证的速度上。我认为，这个非常古老的观察，在哲学文献中以“同步的约定性”为标题，暗示了为什么“幽灵般”的量子关联不能以任何速度传输信息的解释，超光速或其他方式。这项工作构成了第一次应用的约定性学说以外的相对论本身。
2006-06-28 quant-ph
The classical and quantum synchronization between two scattering modes in Bose-Einstein condensates generated by the standing-wave laser beams
比较研究了驻波激光束作用下玻色-爱因斯坦凝聚体散射的两个非线性力学模的经典和量子同步动力学。作为原子BEC中动量模的超低耗散，同步动力学在封闭系统理论的框架下进行研究，从量子控制的角度追踪经典同步和量子同步。为了揭示封闭量子系统中同步行为的宏观和微观特征，分别研究了经典同步和测度同步、量子同步以及Mari提出的基于$Q$ -函数的互信息估计的两种不同类型的测度.结果表明，由于模的长时间相干性导致的超出经典平均值动力学的量子涨落的“复活和坍缩”，将量子同步与经典同步区分开来，这不仅排除了精确同步和相空间完全密度重叠的可能性，而且导致了Mari测度的上限和两个散射模式间互信息的大的不断波动。我们揭示了封闭BEC系统中两个非线性动量模的Mari测度和互信息之间的密切动态联系，展示了相反的平均值行为，但类似的波动变化相对于各自的演化尺度。
2017-05-02 physics.optics quant-ph
Geometric Phase in Quantum Synchronization
本文研究自旋系统中量子极限环振荡器的几何相位，发现其随信号强度和失谐的结构与同步 Arnold 舌对应，并在同步阻塞区共同消失，同时给出慢旋转弱信号极限下的解析表达式。
2023-07-10 cond-mat.mes-hall nlin.AO quant-ph
A Lorentz-invariant look at quantum clock synchronization protocols based on distributed entanglement
最近的工作提出了一种可能性，即量子信息理论技术可用于非本地同步原子钟。量子时钟同步的一种算法要求在同步双方之间分配纠缠的纯单态。这种远程纠缠分布通常会在分布式单态中产生相对相位误差，然后需要异步纯化。我们提出了一个完全相对论分析的QCS协议，这表明异步纠缠纯化是不可能的，因此，建议QCS计划仍然是不完整的。我们讨论了可能的研究方向，在量子信息理论，这可能导致一个完整的，工作QCS协议。
2000-10-27 quant-ph
Noise-induced quantum synchronization
同步是科学技术中普遍存在的现象。本文研究了局域高斯白噪声作用下量子自旋链的噪声诱导同步。我们证明了具有任意长度横场的量子$XY$模型的端点磁化之间的稳定（反）同步。值得注意的是，我们表明，施加到一个单一的自旋噪声足以达到稳定的（反）同步，并证明了两个同步结束自旋纠缠。我们还确定了最佳的噪声幅度，导致最快的同步沿链，并进一步比较最佳的同步速度的基本Lieb-Robinson绑定的信息传播。
2022-12-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Enhanced Quantum Synchronization via Quantum Machine Learning
Universidad de Santiago de Chile (USACH)（智利圣地亚哥大学）；Center for the Development of Nanoscience and Nanotechnology（纳米科学与纳米技术发展中心）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克地区大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（巴斯克科学基金会）；Shanghai University（上海大学）
研究了两个耦合腔中两个二能级系统的量子同步。通过使用的主方程，规则的系统动力学的数字模拟分解，我们表明，这种方法导致两个两级系统之间的量子同步。此外，我们可以在这个数字-模拟块分解中识别量子机器学习协议的基本元素，其中代理和环境（学习单元）通过中介系统（即寄存器）进行交互。如果我们可以另外为该算法配备一个经典的反馈机制，该机制包括寄存器中的投影测量，寄存器状态的重新初始化以及代理和环境子空间上的局部条件操作，那么一个强大而灵活的量子机器学习协议就会出现。事实上，数值模拟表明，该协议增强了同步过程中，即使每个子系统经历不同的损失/退相干机制，并给我们的灵活性来选择同步状态。最后，我们提出了一个基于当前超导电路技术的实现方案。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall cs.AI cs.LG
Generalized Measure of Quantum synchronization
我们提出了量子系统同步的广义信息论测度。该测度适用于非谐振子、少能级原子和耦合振子网络的动力学。此外，新的措施，使我们能够讨论不同的物理系统，如耦合的混合量子系统和耦合系统进行相互同步，也是本地驱动的同步。在许多感兴趣的情况下，我们找到了一个封闭形式的表达所提出的措施。
2020-06-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
