Upper and Lower Bounds on Optimal Success Probability of Quantum State Discrimination with and without Inconclusive Results
给出了判别给定量子态的最大成功概率的上、下界。建议的上界是从相应的最优状态判别问题的对偶问题的次优解得到的。我们还给出了一个充分必要条件的上限,以实现最大的成功概率,建议的下限可以从这个条件得到。推导出所提出的上界的略微修改版本比Qiu等人提出的上界更紧[Phys. Rev. A 81,042329(2010)]。此外,我们提出了最大成功概率的上限和下限与一个固定的利率不确定的结果。所提出的界限的性能进行了评估,通过数值实验。
2017-07-17 quant-ph
Experimental optimal discrimination of $N$ states of a qubit with fixed rates of inconclusive outcomes
本文实验演示了在固定非结论结果率约束下对量子比特N=2、3、5、7个对称态的最优区分,采用概率量子映射增强可区分性后进行最小错误测量,验证了该两步方法可扩展至更高维度并适用于量子通信场景。
2024-11-21 quant-ph
Enhanced discrimination of high-dimensional quantum states by concatenated optimal measurement strategies
非正交量子态之间不可能确定且无差错的区分是量子理论的核心问题,也是实现量子保密通信的基础。要求确定性会导致错误,而要求确定性会导致一些不确定性。为这项任务开发的最基本的策略之一是最佳的明确的测量。它包括结论性的结果,允许无错误的状态追溯与最大的成功概率,和不确定的结果,这是不允许完美的标识被丢弃。有趣的是,在高维希尔伯特空间中,不确定的结果可能包含有关输入状态的有价值的信息。在这里,我们从理论上描述和实验证明的歧视非正交状态的结论性和不确定的结果,在最佳的明确的战略,通过连接在其不确定的空间的最小误差测量。我们的实现包括4维和9维空间编码的光子态。通过访问不确定的空间来检索在传统协议中浪费的信息,我们分别在正确追溯的总体概率中实现了高达2.07和3.73的因子的显著增加。这里展示的级联最佳测量的概念可以扩展到其他策略,并将使人们能够探索高维非正交态的全部潜力,用于具有更大字母表的量子通信。
2021-12-18 quant-ph
Coherence based on positive operator-valued measures for standard and concatenated quantum state discrimination with inconclusive results
研究基于POVM的相干性作为量子资源在固定不确定结果率的标准与级联量子态判别策略中的作用,揭示了相干性的分解机制及其在密码随机性生成中的应用。
2025-01-31 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
Optimal entanglement-assisted discrimination of quantum measurements
我们研究了两个投影单量子比特测量之间的最佳区分的情况下,测量只能进行一次。我们认为一般设置涉及一个可调的分数的不确定的结果,我们证明了最佳的歧视策略需要一个纠缠的探测状态的任何非零率的不确定的结果。我们实验上实现了这种最佳的歧视策略的投影测量的偏振态的单光子。我们的设置包括一个实时的电光前馈回路,使我们能够充分利用纠缠的好处,在歧视的量子测量。实验数据清楚地表明了基于纠缠的鉴别策略与非纠缠单量子比特探针相比的优势。
2014-08-05 quant-ph
Contextual advantages across two-state discrimination strategies
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)(韩国科学技术院)
本文研究了两种状态鉴别策略中的上下文优势,通过比较确定性和非确定性结果下的非上下文性不等式,揭示了在最小错误鉴别、无歧义状态鉴别和最大信心鉴别中,上下文优势体现在个体结果的置信度、平均猜测概率以及非确定性结果率等方面。
2026-06-04 quant-ph
Adaptive generalized measurement for unambiguous state discrimination of quaternary phase-shift-keying coherent states
广义量子测量在各种量子应用中起着不可或缺的作用。对于这种明确的状态歧视的情况下,我们有一个有限的概率获得不确定的结果和最小化不确定的结果的概率是特别重要的。在本文中,我们实验证明了一种自适应广义测量,可以明确区分四相相移键控相干态与接近最佳的性能。我们的计划是由位移操作,单光子探测和自适应控制的位移依赖于历史的光子探测结果。我们的实验结果表明,结论性结果的概率和不可避免的实验缺陷所造成的错误决定的比例比传统的静态广义测量的明显改善。
2021-04-15 quant-ph
Ultimate limits of approximate unambiguous discrimination
量子假设检验是量子信息处理的重要工具。两种主要的策略被广泛采用:在最小错误判别策略中,平均错误概率被最小化;而在无歧义判别策略中,当得到结论性结果时,允许不确定的决策(排除)来消除任何错误的可能性。在这两种情况下,量子态之间的测试相对较好理解,例如,性能的极限在几十年前就已经确定;然而,量子信道之间的测试却不太清楚。虽然最近已经探索了通道之间的最小误差鉴别的极限,但不模糊鉴别的相应极限是未知的。在本文中,我们制定了一个近似的明确的歧视的情况下,并推导出的状态和信道的性能的极限。特别是,在信道的情况下,我们的下界的不确定的概率持有任意自适应传感协议。对于特殊类的“传送协变”信道,下界是可以实现的最大纠缠输入,没有自适应策略是必要的。
2020-10-29 quant-ph
Discrimination of quantum observables using limited resources
我们解决的问题,明确的歧视和识别之间的量子观测。我们建立了一个总体框架,并详细研究了量子比特可观测量的情况。特别是,我们表明,完美的歧视与两个镜头是可能的,只有尖锐的量子位观测(例如斯特恩-格拉赫装置)与相互正交的方向。我们还表明,对于尖锐的量子比特观测值与非正交方向明确的歧视与不确定的结果总是可能的。
2008-02-18 quant-ph
Maximum-confidence discrimination among symmetric qudit states
研究了区分非正交对称量子态的最大置信度测量策略。限制到线性相关的,同样可能的纯状态,我们找到了最佳的正算子值的措施(POVM),最大限度地提高我们的信心,在确定集合中的每个状态,并最大限度地减少获得不确定结果的概率。这个POVM的物理实现是完全确定的,它示出了一个不确定的结果后,输入状态可以被映射到一组新的等概率对称状态,限制,但是,原来的量子希尔伯特空间的子空间。通过将MC测量再次应用到这个新的集合上,我们仍然可以获得关于输入状态的一些信息,尽管置信度比以前低。这导致我们引入“顺序最大置信度”(SMC)测量的概念,其中优化的MC策略在输入集允许的尽可能多的阶段中迭代,直到没有进一步的信息可以从不确定的结果中提取。在这个测量的每个阶段,我们识别输入状态的置信度都是最高的,尽管它从一个阶段到下一个阶段会降低。此外,我们在最大允许范围内完成的阶段越多,正确识别的概率就越高。我们将讨论一个明确的例子,最佳SMC测量应用于四个对称quutrit状态之间的歧视,并提出了一个光网络来实现它。
2011-12-22 quant-ph
Unambiguous discrimination between quantum mixed states
我们证明了从一个混合状态集中秘密选择的状态是完全可区分的当且仅当这些状态是正交的。给出了非正交量子混合态可以明确区分的充要条件。此外,我们推导出一系列的下界上的不确定的概率明确歧视的状态从一个混合状态集与\textit{a prior}概率。
2005-04-07 quant-ph
Unambiguous Discrimination Between Linearly-Independent Quantum States
广义测量理论被用来研究明确区分非正交纯量子态的问题。这种类型的测量永远不会给出错误的结果,尽管一般来说,结果不确定的概率为非零。结果表明,只有线性独立的状态可以明确区分。除了研究这种测量的一般性质,我们讨论了它们的应用纠缠浓度。
1998-07-08 quant-ph
Disturbance by optimal discrimination
我们讨论的干扰测量明确区分给定的候选状态。我们证明,这样的最佳测量必然会改变可区分的状态不可区分时,得到不确定的结果。Chefles~[Phys. Lett. A 239,339(1998)]在对量子测量的类和对最优性的定义的限制下。我们的定理消除了这些限制,也适用于无穷多个候选状态。结合我们以前的结果,可以得到产生这些态的具体数学条件。该方法可以在除了状态判别之外的上下文中具有各种各样的应用。
2018-01-15 quant-ph
Discrimination between nonorthogonal two-photon polarization states
它示出的广义测量,需要最佳区分两个不可区分的光子之间的非正交联合偏振态,可以实现与偏振相关的双光子吸收的帮助下,并通过和频产生。最优化方案的研究,以尽量减少错误概率推断的状态,以及相对于最大限度地提高成功的概率明确的歧视。此外,研究了N个对称单光子态之间误差最小化鉴别的实现。后者可用于从三个对称双光子偏振态之间的明确区分中发生的不确定结果中提取信息。
2001-05-28 quant-ph
Unambiguous discrimination of Fermionic states through local operations and classical communication
本文研究了通过局域操作和经典通信(LOCC)对费米态的明确区分。在明确区分的任务中,不能容忍任何错误,但允许得出不确定的结果。我们表明,相反的量子情况下,它并不总是能够区分两个费米状态通过LOCC明确相同的成功概率,如果允许全球测量。此外,我们证明,我们可以克服这样的限制,通过一个辅助系统的两个费米模式,独立于系统的尺寸,准备在一个最大的纠缠态:在这种情况下,LOCC协议实现最佳的成功概率。
2021-01-21 quant-ph
State discrimination with error margin and its locality
在量子态鉴别问题中有两种常见的设置。一个是最小误差判别,其中允许错误猜测(误差),并且判别成功概率最大化。另一种是明确的区别,不允许错误,但不确定的结果“我不知道”是可能的。我们研究的歧视问题与有限的利润率施加的错误概率。两个常见设置对应于误差容限1和0。对于任意的误差容限,我们确定了两个出现概率相等的纯态的最佳鉴别概率。我们还考虑的情况下,被歧视的状态是多部的,并表明,最佳的歧视概率可以通过本地操作和经典的通信。
2008-07-10 quant-ph
Quantum state filtering and discrimination between sets of Boolean functions
量子态过滤的问题包括确定从一组已知态中选择的未知量子态是否是特定的、指定的态。我们认为这个问题的情况下,过滤过程是明确的,这就需要承认不确定的答案时,给定的状态是不正交的。作为一个应用程序,我们提出了一个有效的,概率的程序区分布尔函数集,这是一个扩展的Deutsch-Jozsa算法。
2003-08-31 quant-ph
Optimized maximum-confidence discrimination of N mixed quantum states and application to symmetric states
我们研究了一种优化的测量方法,它可以区分在给定先验概率下发生的N个混合量子态。该测量为N个结论性结果中的每一个产生最大可实现置信度,从而使非结论性结果的总体概率尽可能小。当每个结果的置信度等于1时,它对应于最佳明确区分。导出了最优性的充要条件,并得到了最优测度的一般性质。将所得结果应用于N个等概率对称混合态的最优最大置信鉴别。给出了一些例子的解析解,包括d维希尔伯特空间(d \leq N)上N个对称纯态的判别和N个对称混合量子比特态的判别.
2012-03-12 quant-ph
Quantum State Discrimination
人们确定量子系统状态的准确性有基本的限制。综述了量子态鉴别的主要方法。存在若干战略。在量子假设检验中,一个量子系统被准备在一个已知的有限状态集中的一个成员中,目标是以最小的错误概率猜测哪一个。如果我们考虑到获得非决定性结果的可能性,无误差的鉴别有时也是可能的。如果没有提供关于状态的先验信息,那么试图精确地确定它是不切实际的,而必须估计它。除了回顾这些不同的策略,我描述状态歧视,量子纠缠的操纵,和量子克隆之间的联系。最近的实验工作进行了讨论。
2000-10-31 quant-ph
Unambiguous path discrimination in a two-path interferometer
当一个光子在通过干涉仪后被探测到时,人们可能会想知道它走的是哪条路,只有当人们有办法监测光子的下落时,才能给出有意义的答案。本文报道了一个双光路标记干涉仪的单光子实验。在这个实验中,光子(“信号”)通过马赫-曾德尔干涉仪的路径通过两条路径之间的明确区分而变得已知。我们编码的信号路径中的一个合作伙伴的光子(“闲”)的偏振状态,其偏振是由三个结果的测量检查:一个结果的两个信号路径加上一个不确定的结果。我们的结果完全符合从常识分析中得出的关于量子粒子过去的理论预测:我们得到不确定结果的信号具有完整的干涉强度,因为它们通过干涉仪\emph{cannot be known}的路径;从平衡干涉仪的暗输出端口出现的每个光子都有一个\emph{known path}。
2017-11-17 quant-ph
Optimal bounded-error strategies for projective measurements in non-orthogonal state discrimination
非正交状态鉴别的研究产生了两种传统的最优策略:无模糊鉴别(UD)和最小误差鉴别(ME)。本文探讨了实验相关的测量策略之间的范围,其中不确定的结果的比率最小化的有界误差率。首先,我们提供了一些限制的问题,适用于广义测量(POVM)。然后,我们提供了在这个范围内的最佳投影测量(PVM)的理论。通过分析和数值结果,我们调查这个家庭的投影,有界误差的策略,并比较它的POVM家庭以及实验实现UD使用POVM。我们还讨论了这些有界误差策略在量子密钥分发中的可能应用。
2007-08-20 quant-ph
Contextuality witness inspired by optimal state discrimination
Technical University of Denmark(丹麦技术大学)
本文提出了一种受最优双态区分启发的准备上下文性见证,该见证对去极化噪声和不明确事件具有鲁棒性。
2025-12-31 quant-ph
Beyond Hoeffding and Chernoff: Trading conclusiveness for advantages in quantum hypothesis testing
本研究通过允许不明确结果的概率,超越了传统量子假设检验中的误差指数限制,提供了更优的性能和更稳健的改进。
2025-12-09 cs.IT math-ph math.IT
Optimal local discrimination of two multipartite pure states
在最近的一篇论文中,Walgate et.证明了任何两个正交的多体纯态可以最佳区分使用只有本地操作。我们利用他们的结果表明,这是真实的任何两个多党纯国家,在这个意义上的非决定性的歧视。也有某些结论性歧视制度,同样也适用于这些制度,尽管我们只能推测,这一结果对所有结论性制度都是正确的。我们还讨论了一类可以根据任何歧视措施在本地区分的国家,因为它们可以在一方手中在本地重新创建。这样做的结果是,任何两个最大纠缠态总是可以最佳地区分本地,根据任何品质因数。
2001-09-17 quant-ph
A Semidefinite Programming Approach to Optimal Unambiguous Discrimination of Quantum States
本文研究线性无关纯量子态的无模糊判别问题。我们表明,设计的最佳测量,最大限度地减少了不确定的结果的概率,可以制定为一个半定规划问题。基于这个公式,我们发展了一组最佳量子测量的充分必要条件。我们表明,最佳的测量可以非常有效地计算在多项式时间内利用许多著名的算法来解决半定方案,这是保证收敛到全局最优。使用最优性的一般条件,我们得到必要和充分条件,使测量结果在一个不确定的结果为每一个量子态的概率相等是最佳的。我们把这种测量称为等概率测量(Equal Probability Measurement,简称EMT)。然后,我们表明,对于任何状态集,状态的先验概率可以选择,使得最优的。最后,我们考虑具有强对称性和等先验概率的状态集,对于这些状态集,最优解是最优的。我们首先考虑定义在一组酉矩阵上的几何一致状态集,它们由单个生成向量生成。然后,我们考虑复合几何均匀状态集所产生的一组酉矩阵使用多个生成向量,其中的生成向量满足一定的(加权)范数约束。
2002-09-12 quant-ph
Distinguishing mixed quantum states: Minimum-error discrimination versus optimum unambiguous discrimination
我们考虑了两种不同的优化测量策略来区分非正交量子态。第一个是结论性的歧视与推断一个错误的结果的最小概率,第二个是明确的,即。e.无错误的,具有最小可能性得到不确定结果的歧视,其中测量未能给出明确的答案。为了区分两个混合量子态,我们研究了在结论性区分中所能达到的最小错误概率与在明确区分相同两个态时所能达到的最小失败概率之间的关系.对于任何两个给定的状态,后者至少是前者的两倍。作为一个例子,我们处理的情况下,量子系统的状态是已知的,与任意先验概率,要么是一个给定的纯态,或任何数量的相互正交的状态的均匀统计混合。对于这种情况下,我们推导出的最小错误概率的分析结果,并进行定量比较的最小故障概率。
2004-05-18 quant-ph
Unambiguous discrimination of the change point for quantum channels
Quantum Information Science Research Center, Quantum ICT Research Institute, Tamagawa University(玉川大学量子信息科学研究中心、量子ICT研究所)
研究量子通道变更点的精确鉴别问题,提出无歧义鉴别中的上下界方法,分析单位ary通道序列的平均成功概率表达式。
2025-08-09 quant-ph
Finding optimal solutions for generalized quantum state discrimination problems
我们试图为广义量子态鉴别问题寻找一个最优量子测量,其中包括在有和没有固定的不确定结果率的情况下寻找一个最大化平均正确概率的最优测量的问题,以及在Neyman-Pearson策略下寻找一个最优测量的问题.我们提出了一种方法,在该方法中,最佳的测量是通过解决一个修改后的版本的原始问题。特别是,修改后的问题可以减少到一个找到一个最小的误差测量为某一状态集,这是相对容易解决。我们阐明了原问题和修正问题的最优解之间的关系,在某些情况下,可以得到原问题的最优解。此外,作为我们的方法的应用的一个例子,我们提出了一个算法,数值求解广义量子态歧视问题的最优解。
2015-10-18 quant-ph
Discrimination of binary coherent states using a homodyne detector and a photon number resolving detector
我们研究了量子测量策略,该策略能够概率性地鉴别两个相干态,并且与使用非概率性状态鉴别可以获得的相比具有显著更小的错误概率。为了降低误差概率,我们对零差探测器和光子数分辨探测器的测量数据采用了后选择策略。我们比较了两种不同的接收器与最佳的中间测量方案,其中错误率最小化的固定率的不确定的结果。光子数分辨(PNR)接收器的实验证明,并与实验实现的零差接收器与后选择。在比较中,它变得清楚,新的PNR接收机的perfromance超过零差接收机的性能,我们证明是最佳的任何高斯运算和条件动态。
2010-02-01 quant-ph
Generalized quantum state discrimination problems
我们解决了一类广泛的优化问题,找到量子测量,其中包括在贝叶斯准则中找到一个最佳的测量和测量最大化的平均成功概率与一个固定率的不确定的结果的问题。我们的方法可以处理任何问题,其中每一个目标和约束函数制定的厄米算子和检测算子的乘法的痕迹的总和。我们首先推导出对偶问题和最优测量的充分必要条件。我们还考虑了这些问题的极大极小版本,并提供了极大极小解的充分必要条件。最后,对于具有一定对称性的优化问题,存在具有相同对称性的最优解。例子来说明我们的结果可以被使用。
2015-06-20 quant-ph
Optimal probabilistic estimation of quantum states
我们将量子态的概率无模糊判别的概念推广到量子态估计。我们考虑的情况下,测量设备可以输出未知的输入状态的估计或不确定的结果。我们提出了一个一般的方法来评估概率估计策略所能达到的最大保真度。我们说明了我们的方法上两个明确的例子:从一对共轭量子比特和相位协变估计的量子比特从N个副本的估计。我们表明,通过允许不确定的结果,它是可能达到的估计保真度高于最好的确定性估计策略所实现的。
2006-06-19 quant-ph
Optimal quantum state discrimination with confidentiality
我们研究了保密的量子态鉴别。$N$观测器共享属于有限已知状态集的给定量子态。观测器希望尽可能准确地确定状态,并将判别结果发送给接收器。然而,观察员不被允许获得关于哪个状态的任何信息。$N-1$或更少的观察者可能会试图窃取信息,但如果$N$观察者共存,诚实的观察者将阻止不诚实的观察者做错任何事情。假设状态集具有某种对称性,或者更准确地说,是阿贝尔几何均匀的;这封信描述了三个线性独立的循环纯态的情况作为特殊情况。我们提出了一个协议,实现任何最佳的非决定性的测量,这是一个广义版本的最小误差测量和最佳的明确的测量,这样的状态集,并确保任何组合状态的$N-1$或更少的观察员绝对没有关于给定状态的信息。我们的协议提供了一种安全地执行量子测量的方法,这可能是有用的量子信息的应用。
2015-06-27 quant-ph
MHz-rate semi-device-independent quantum random number generators based on unambiguous state discrimination
提出了一种基于非模糊量子态鉴别(USD)的量子随机数产生方法。我们考虑一个测量和测量协议,其中两个非正交的量子态可以准备,和测量设备的目的是明确区分它们。因为状态是非正交的,这必然导致不确定事件的发生率最低,这些事件的发生必须是真正随机的,并且提供了我们所利用的随机性来源。我们的协议是半设备无关的,在这个意义上,输出熵可以是下界的基础上,实验数据和一些一般的假设单独的设置。这也是实际相关的,我们证明了实现一个简单的光学实现实现速率为16.5 Mbits/s。结合易于实现,高速率和实时熵估计,我们的协议是一个很有前途的方法完全独立于设备的协议和商业QRNG之间的中间。
2017-05-31 quant-ph
Generalized State Discrimination for Tunable Quantum Key Distribution
University of Chittagong(吉大港大学);North South University(南北大学);Louisiana State University(路易斯安那州立大学)
研究针对量子密钥分发,引入广义量子态判别可调谐框架phiQKD,基于B92协议,用含倾斜角$\phi$的混合POVM族取代传统测量,可连续控制结果权衡,提升密钥率且适应噪声等,将测量视为可调参数可优化协议性能。
2026-07-09 quant-ph
Optimal unambiguous filtering of a quantum state: An instance in mixed state discrimination
量子测量理论不允许确定性鉴别非正交态。然而,如果我们不想一直成功,也就是说,允许不确定的结果发生,那么明确的区分就有可能以一定的成功概率进行。这个问题的一个变体是集合判别:状态被分组在集合中,我们想确定给定的纯输入状态属于哪个特定的集合。我们认为在这里最简单的情况下,称为量子态过滤,当$N$给定的非正交状态,$\{|ψ_{1} >,..., |ψ_{N} > \}$,分为两组,第一组只包括一个状态,而第二组包括所有的剩余状态。我们提出了推导的最佳测量策略,在广义测量(POVM),区分$|ψ_1>$从集合$\{|ψ_2 >,...,|ψ_N > \}$和相应的最佳成功和失败概率。结果,但不是完整的推导,以前提出[ \prl { \bf 90},257901(2003)]作为重点,有新的概率量子算法的应用程序的结果。我们还证明了这个问题等价于区分一个纯态和一个任意混合态。
2005-04-19 quant-ph
Minimum-error discrimination of quantum states: New bounds and comparison
对两个量子态进行模糊判别的最小误差概率是1976年提出的著名的{ \it Helstrom极限}。从那时起,它一直被认为是一个棘手的问题,以获得最小的错误概率模糊判别任意$m$量子态。在本文中,我们得到了一个新的下界的最小错误概率的歧义歧视,并比较此界与其他六个界在文献中。此外,我们表明,模糊和明确的歧视之间的界限并不延伸到合奏两个以上的国家。具体而言,主要技术贡献如下:(1)给出了在给定先验概率的情况下,任意$m$混合量子态的模糊判别的最小错误概率的一个新下界,并给出了该下界可达的充分必要条件. (2)我们比较了这个新的下界与文献中的其他六个界限,在某些情况下,这个界限是最优的。(3)已知若$m=2$,则任意给定的$m$混合量子态之间的最优无定论判别概率$Q_{U}$和最小错误判别概率$Q_{E}$具有关系式$Q_{U}\geq 2Q_{E}$ .在本文中,我们表明,然而,如果$m>2$,关系$Q_{U}\geq 2Q_{E}$可能不会再次举行一般,并可能没有$Q_{U}/Q_{E}$的上确界为两个以上的国家,这也可能反映了一个本质的区别区分两个国家和多个国家。(4)构建了一些示例。
2009-08-28 quant-ph
General measurements with limited resources and their application to quantum unambiguous state discrimination
本研究提出仅需单个辅助量子比特的n结果POVM实现框架,可组合两结果部分测量,应用于量子无歧义态区分时展现出策略灵活性,为后续优化提供方向。
2024-07-15 quant-ph
Optimum measurement for unambiguously discriminating two mixed states: General considerations and special cases
根据我们以前的出版物[U。赫尔佐格和J. A. Bergou,Phys.Rev. A 71,050301(R)(2005)],我们研究了用于以给定先验概率出现的两个混合量子态的明确区分的最佳测量。非正交态的非生物识别是可能的概率的方式,在不确定的结果,测量失败的非零概率为代价。随着一般问题的讨论,我们给出一个例子来说明我们的解决方法。我们还提供了一般的最小可实现的故障概率不等式,并讨论了更详细的必要条件,必须满足时,其绝对下限,比例的保真度的国家,可以达到。
2005-10-21 quant-ph
Identification of a reversible quantum gate: assessing the resources
我们评估了在有限的一组替代方案中识别可逆量子门所需的资源,在我们的分析中包括确定性策略和概率策略。在概率策略中,我们考虑明确的门歧视,错误是不能容忍的,但不确定的结果是允许的,我们证明了并行策略是足够的,以明确地确定未知的门与最小数量的查询。该结果用于提供查询复杂度和最小辅助维度的上界和下界。此外,我们引入了广义t-设计的概念,它包括酉t-设计和群表示作为特殊情况。对于门形成一个广义的t-设计,我们给出了一个明确的表达正确的门识别的最大概率,我们证明了确定性策略的概率策略的性能之间没有差距。因此,评估的查询复杂性的完美的确定性歧视减少到更容易的问题,评估的查询复杂性的明确的歧视。最后,我们考虑歧视的策略,使用的辅助枝是禁止的,提供上限的额外查询的数量需要弥补缺乏纠缠的辅助枝。
2014-09-12 quant-ph
Number of quantum measurement outcomes as a resource
近年来,量子测量的源理论研究取得了丰硕的成果。在这里,我们调查的测量结果的数量作为一种资源。我们把资源的鲁棒性看作是一个半正定规划。它的双重问题证实,如果一个测量不能被一组较小数量的结果模拟,存在一个状态歧视任务,它可以优于整个后一组。在一定条件下,得到了该优势的一个饱和上界。我们还表明,可能的任务,以揭示优势不仅限于国家歧视,可以更普遍。
2020-05-06 quant-ph
Optimal quantum state discrimination via nested binary measurements
提出了一种计算任意N个量子态的最佳鉴别成功概率的方法,该方法基于任意N个结果的测量分解为嵌套的两个结果的测量序列.通过这种方式,可以在连续的步骤中执行测量算子的优化,首先优化最深嵌套级别处的二进制测量,然后移动到更高级别处的二进制测量。在第一步优化之后,我们得到了最大成功概率的解析表达式,并在量子比特的N= 3,4个状态的特定情况下检查了其形式。在这种情况下,与以前的建议不同,我们能够提供一个紧凑的表达式的成功概率的任何一组状态,其数值优化是直接的,从而获得的结果突出了一些鲜为人知的特点的歧视问题。
2017-01-11 quant-ph
When do Local Operations and Classical Communication Suffice for Two-Qubit State Discrimination?
在本文中,我们考虑的条件下,一个给定的两个量子比特状态的系综可以最佳区分的本地操作和经典通信(LOCC)。我们首先完成两个量子位系综的\emph{perfect}可分性问题-可分操作和LOCC -通过提供一个纯态和一个混合态的完美区分的必要和充分条件。然后,对于著名的最小误差鉴别任务,它表明,\textit{almost all}的两个量子比特系综组成的三个纯态不能最佳鉴别使用LOCC。考虑到\textit{any}两种纯态可以通过LOCC最佳区分,这是令人惊讶的。特别注意的是,缺乏纠缠的合奏,我们证明了一个简单的充分条件时,一组三个产品状态不能最佳区分LOCC,从而提供了新的例子被称为“非局域性无纠缠”的现象。接下来,我们考虑一个$N$参与方的例子,他们共享同一个状态,但不知道其身份。该状态是从旋转不变的“trine系综”,我们建立了一个紧密的联系之间的$N$ -副本系综和肖尔的“提升”单副本系综。对于任何有限的$N$,我们证明了最佳的状态识别不能实现LOCC,但作为$N\to\infty$,LOCC确实可以区分状态最佳。这是第一个这样的结果。最后,我们转向明确的歧视的任务,并得出新的下限LOCC不确定的对称状态的概率。当应用到双三分位系综,这导致一个相当不同的可扩展性字符比当考虑最小错误概率。
2013-08-08 quant-ph
Near-optimal coherent state discrimination via continuously labelled non-Gaussian measurements
Korea Institute for Advanced Study(韩国高等科学研究院)
本文提出通过连续标记非高斯测量实现近最优相干态鉴别,超越高斯极限,无需光子检测,且在低能量下接近Hellstrom界。
2026-03-04 quant-ph
Information recycling in coherent state discrimination
针对连续变量量子通信中的相干态识别问题,提出信息回收(IR)策略,通过顺序最小错误识别(MED)回收无歧义识别(UD)的失败态,实现兼顾确定性与无错误子集的最优识别,为长距离CV-QKD接收器设计提供新思路。
2025-11-04 quant-ph
Post-measurement states are (very) useful for measurement discrimination
Sorbonne Université, CNRS, LIP6(索邦大学,法国国家科学研究中心,LIP6)
本文提出通过利用测量后量子态来提升量子测量鉴别的性能,证明其在某些情况下可显著提高鉴别能力。
2026-02-24 quant-ph
Adaptive Discrimination Scheme for Quantum Pulse Position Modulation Signals
在通信场景中,我们考虑了量子脉冲位置调制信号之间的区分问题。我们提出了一种接收机方案,采用重复的本地测量在不同的时隙内的符号时间间隔,自适应地选择在以前的时隙的结果的基础上。通过采用动态规划来优化每个测量,我们的理论性能极限比现有的接收机方案更接近。
2014-01-08 quant-ph
Experimental Demonstration of Optimal Unambiguous State Discrimination
我们首次完整地证明了非正交量子态之间的无歧义态鉴别。利用一种新型的自由空间干涉仪,我们实现了对两个非正交光态的最佳量子测量方案,称为Ivanovic-Dieks-Peres(IDP)测量。我们第一次获得了这一衡量的所有三种可能结果。这个广义测量方案的所有方面,包括其优于标准冯诺依曼测量,已被证明在1.5%的IDP预测。
2000-07-19 quant-ph
Optimal discrimination between real and complex quantum theories
我们发现最小数量的设置来测试基于实数的量子理论,假设源的可分性,修改最近的提议[M.- O. Renou等人,Nature 600,625(2021)]。该测试只需要观察者$A$和$C$的三个设置,但复数与真实最大值的比率小于现有提案。我们还发现,两个设置和两个观察结果是不够的。
2022-10-12 quant-ph
Quantum-state comparison and discrimination
我们研究了鉴别策略在已知量子态比较任务中的性能。在鉴别策略中,人们根据对每个系统的单独鉴别测量的结果来推断两个量子系统是否处于相同的状态。在某些情况下,有两个以上的可能状态,最小误差比较的最佳策略是,一个人应该推断出两个系统是在不同的状态,没有任何测量,这意味着歧视策略比平凡的“无测量”策略表现得更差。我们给出了这种现象发生的充分条件。对于两个先验概率相等的纯态,我们确定了具有误差容限的最优比较成功概率,该误差容限插值最小误差和无模糊比较。我们发现,除了最小误差的情况下,歧视的战略是不是最佳的。
2018-05-22 quant-ph
Optimal single shot strategies for discrimination of quantum measurements
本文研究了在n个未知测量只能使用一次的情况下m个量子测量的判别问题。我们发现,辅助歧视程序提供了一个非平凡的优势,简单的(无辅助)计划完美的可扩展性,我们证明,不可避免地m <= n。本文给出了一般二元测量完全可分解的充要条件。我们证明了在白噪声条件下对投影量子比特测量及其混合测量的最优化鉴别等价于对特定量子态的鉴别。特别地,描述了具有固定失败率的投影量子比特测量的最佳鉴别协议(利用最大纠缠测试态)。虽然两个投影量子比特测量的最小误差鉴别可以在不需要任何纠缠的情况下实现,但我们证明了三个投影量子比特测量的鉴别需要一个二分探测态。此外,当测量值不是射影的时,非最大纠缠测试态的性能优于最大纠缠测试态。
2014-08-05 quant-ph
Conclusive Local State Marking: More Nonlocality With No Entanglement
本文提出确定性局部态标记任务,揭示多体量子态集合中更细的非局域性层次,并展示乘积态集合可展现比传统纠缠集合更强的非局域性。
2025-10-29 quant-ph
Sequential Quantum Maximum Confidence Discrimination
本文研究顺序量子最大置信度区分,证明实现同样高置信度的条件,并建立态扰动与信息增益之间的权衡关系。
2024-11-22 quant-ph
Generalized bipartite quantum state discrimination problems with sequential measurements
我们研究了一个寻找量子序贯测量的优化问题,它形成了一个广泛的一类状态判别问题的限制,只允许序贯测量。序列测量从爱丽丝到鲍勃的二分系统被认为是。利用这一事实,即优化问题可以制定为一个问题,只有爱丽丝的测量,是凸规划,我们推导出它的对偶问题和最优解的充分必要条件。在我们解决的问题中,爱丽丝的测量的输出可以是无限的或连续的,而被认为是具有有限数量的结果的连续测量。结果表明,存在一个最佳的顺序测量,其中爱丽丝的测量与有限数量的结果,只要一个解决方案存在。我们还表明,如果问题具有一定的对称性,那么存在一个最优解具有相同类型的对称性。一个极小极大版本的问题被认为是,并推导出一个极小极大解决方案的必要和充分条件。最后给出了一个例子,其中我们的结果可以用来获得一个最佳的顺序测量的解析表达式。
2017-07-15 quant-ph