A Quantum Measurement Scenario which Requires Exponential Classical Communication for Simulation
在本文中，我们考虑以下问题：需要多少比特的经典通信和共享随机比特来模拟一个涉及Alice和Bob的量子协议，其中他们共享k个纠缠量子比特，并且根本不进行通信。我们证明了2^k个经典比特是必要的，即使经典协议被允许有ε个失败的机会。
2002-03-21 quant-ph
A new exponential separation between quantum and classical one-way communication complexity
我们提出了一个新的例子，部分布尔函数的单向量子通信的复杂性是指数低于其单向经典通信的复杂性。这个问题是以前研究过的子群成员问题的自然推广：Alice收到一个比特串x，Bob收到一个置换矩阵M，他们的任务是确定Mx=x还是Mx远离x。证明使用傅立叶分析和Kahn，Kalai和Linial不等式。
2011-04-26 cs.CC quant-ph
Experimental Quantum Switching for Exponentially Superior Quantum Communication Complexity
在量子和经典信息任务之间找到指数分离就像在量子信息研究中挖到金子。这样的优点被认为适用于量子计算，但被证明是量子通信的复杂性。最近，一种名为量子开关的新型量子资源-它创造了事件因果顺序的相干叠加，称为量子因果关系-在理论上已经被利用在一个新的协议中，提供了可证明的指数分离。我们通过实验证明了这样的优势，实现了两方分布式计算的通信方向的叠加。我们的光子演示采用$d$ -维量子系统，qudits，高达$d=2^{13}$维度，并展示了通信复杂性的优势，需要不到$(0.696 \pm 0.006)$倍的任何因果有序协议的通信。这些结果阐明了沟通方向的一致性在实现单向加工任务的指数分离中的关键作用，并为实验探索不确定因果结构高级特征的基础和应用开辟了新的途径。
2019-03-16 quant-ph
Exponential Separation of Quantum and Classical One-Way Communication Complexity for a Boolean Function
我们给出了一个布尔函数的单向量子和经典通信复杂度之间的指数分离。在此之前，这种分离只为一种关系所知。一个非常相似的结果是由Kereneirs和Raz [KR 06]独立获得的。我们的结果给出了密码学的有界存储模型中的一个例子，其中如果对手具有一定量的经典存储，则密钥是安全的，但如果他具有类似量的量子存储，则密钥是完全不安全的。
2006-07-25 cs.CC quant-ph
An exponential strong converse for private communication over degradable quantum channels
Cornell University（康奈尔大学）
针对可退化量子信道，证明私有容量在超相干信息速率下指数强逆，通过隐私测试重叠界与符号平均构造实现，并推广至反退化及擦除信道。
2026-09-29 cs.IT math.IT quant-ph
Exponential Separation between Quantum Communication and Logarithm of Approximate Rank
Chattopadhyay，Mande和Sherif（ECCC 2018）最近展示了一个全布尔函数，即sink函数，它具有多项式近似秩和多项式随机通信复杂度。这给出了随机通信复杂度和近似秩的对数之间的指数分离，反驳了对数近似秩猜想。我们证明了即使是量子通信复杂度的汇函数是多项式，从而也反驳了量子对数近似秩猜想。我们的下界是基于Rao和Sinha（ECCC 2015）为经典情况引入的愚弄分布方法，以及Anshu，Touchette，Yao和Yu（STOC 2017）为量子情况扩展的方法。利用愚弄分布方法给出了经典下界的一个新的证明。
2018-11-25 cs.CC quant-ph
Exponential separations for one-way quantum communication complexity, with applications to cryptography
我们给出了一个部分布尔函数的单向量子和经典通信协议之间的指数分离（布尔隐藏匹配问题的Bar-Yossef等人的变种）。在此之前，这种指数分离只适用于关系型问题。通信问题对应于针对关于其随机源的少量\emph{quantum}信息而失败的\emph{strong extractor}。我们的证明使用Kahn，Kalai和Linial的傅立叶系数不等式。我们也给出了这种分离的一些应用。特别是，我们表明，有隐私放大计划，是安全的对经典的对手，但不是对量子对手，我们给出了第一个例子的密钥扩展方案的模型中的有界存储密码是安全的对经典的内存有界的对手，但不是对量子的。
2008-02-13 quant-ph
Bounded-Error Quantum State Identification and Exponential Separations in Communication Complexity
考虑有界误差量子态识别问题：给定态α_0或态α_1，要求输出“0”、“1”或“？'（“不知道”），这样以输出' 0'或' 1 '为条件，我们的猜测是正确的概率很高。目标是最大化不输出的可能性'？'.我们证明了一个直积定理：如果我们给出两个这样的问题，分别具有最优概率a和b，并且第一个问题中的状态是纯的，那么联合有界误差状态识别问题的最优概率是O（ab）。我们的证明是基于半定规划对偶，可能会有更广泛的兴趣。利用这一结果，我们提出了两个指数分离的同时消息传递模型的通信复杂性。这两个都是在最强烈的意义上表现出来的。首先，我们描述了一个关系，在存在共享随机性的情况下，可以用O（log n）个经典通信比特来计算，但是如果双方不共享随机性，即使通信是量子的，也需要Omega（n^{1/3}）个通信。这显示了姚最近通过没有共享随机性的量子协议对共享随机性协议的指数模拟的最优性。其次，我们描述了一个关系，可以计算O（log n）经典位的通信存在共享纠缠，但需要Ω（n/log n）^{1/3}）通信，如果各方共享随机性，但没有纠缠，即使通信是量子的。这是通信复杂性中的第一个例子，在这种情况下，纠缠比量子通信带来的好处要多得多。
2005-11-02 cs.CC quant-ph
An exponential separation between entanglement-assisted and unassisted one-way quantum communication
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Hon Hai (Foxconn) Research Institute（鸿海（富士康）研究院）；University of Waterloo（滑铁卢大学）
本研究证明存在全布尔函数在单向通信中，有纠缠时仅需对数级经典通信，无纠缠时需多项式级量子通信，实现指数级分离。
2026-10-06 quant-ph
Exponentially enhanced quantum communication rate by multiplexing continuous-variable teleportation
当今量子通信系统的主要挑战在于在存在不可避免的损耗的情况下长距离地以高速率传输量子信息。因此，可实现的量子通信速率从根本上受到每次使用信道可以传输的能量的限制。因此，至关重要的是开发量子通信协议，尽可能有效地编码量子信息。为此，我们研究了连续变量量子隐形传态作为一种分发量子信息的方法。我们探讨了在多个光学模式上编码信息的可能性，并推导出可实现的量子信道容量的上界和下界。这种分析使我们能够对单模与多模纠缠资源进行基准测试。我们的研究表明，与单模编码相比，多路复用不仅具有增强的能量效率，导致可实现的量子通信速率呈指数级增长，而且还提高了损耗恢复能力。然而，由于可靠的量子信息传输仅在纠缠值超过某个阈值时才能实现，因此需要仔细优化编码模式的数量以获得最佳的量子信道容量。
2012-08-21 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
Exponential Separation of Quantum and Classical One-Way Numbers-on-Forehead Communication
University of Southern California（南加州大学）
本文通过定义隐藏匹配问题的扩展变体，证明了量子与随机单向额头数字通信复杂度之间的指数分离，解决了Gavinsky和Pudlák提出的核心问题。
2026-03-24 cs.CC quant-ph
Exponential Quantum Communication Advantage in Distributed Inference and Learning
提出基于量子网络的分布式计算框架，将数据编码为量子态，证明在推理和训练中可实现指数级通信优势且开销适中，为分布式机器学习奠定基础。
2024-09-26 quant-ph stat.ML
Exponential quantum communication reductions from generalizations of the Boolean Hidden Matching problem
在这项工作中，我们重新审视布尔隐藏匹配通信问题，这是单向模型中的第一个通信问题，以证明指数经典量子通信分离。在这个问题中，爱丽丝的比特根据鲍勃持有的分区配对。这些对使用奇偶校验函数进行压缩，并且保证最终的位串等于Bob持有的另一个位串或其补码。问题是决定哪种情况是正确的。在这里，我们推广的布尔隐藏匹配问题，取代奇偶校验功能与任意布尔函数$f$。根据$f$的符号度，给出了有效的通信协议。如果它的符号度小于或等于1，我们证明了一个有效的经典协议。如果它的符号度小于或等于$2$，我们证明了一个有效的量子协议。然后，我们完全表征的经典硬度的所有对称函数$f$的符号度大于或等于$2$，除了一个家庭的特定情况下。我们还证明了，通过傅立叶分析，一个经典的下界为任何功能$f$，其纯高的程度是大于或等于$2$。同样，我们证明，也通过傅立叶分析，量子下界的任何功能$f$，其纯高的程度是大于或等于$3$。这些结果给出了一个新的指数经典量子通信分离的大家庭。
2021-08-17 cs.CC quant-ph
Exponential Quantum Advantage in Numbers-on-Forehead Communication
Penn State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Southern California（南加州大学）
本文首次在一般交互式三方NOF模型中构造交错酉乘积问题，证明其仅需O(log n)量子通信但需Ω~(n^{1/32})随机通信，实现指数级量子优势。
2026-10-06 cs.CC quant-ph
Quantum multiparty communication complexity and circuit lower bounds
我们定义了一个多方通信复杂性的量子模型，并证明了经典模型和量子模型之间的模拟定理。作为我们模拟的结果，我们证明了如果函数f的量子k方通信复杂度是$Ω(n/2^k)$，那么它的经典k方通信是$Ω(n/2^{k/2})$。找到这样一个f将使我们能够证明（k>log n）参与者的强经典下界，从而解决关于对称电路的一个主要公开问题。此外，我们还证明了对于广义内积（GIP）函数，量子模型比经典模型具有指数效率。这为任何量子和公共硬币随机通信模型之间的总函数提供了第一个指数分离。
2005-04-12 quant-ph
Interaction in Quantum Communication
在某些情况下，有一些方法可以用比经典方法少得多的，甚至是指数级的量子比特来传递信息。此外，这些方法中的一些方法具有非常简单的结构--它们只涉及通信方之间的少量消息交换。因此，很自然地会问，是否每个经典协议都可以转换为“更简单”的量子协议--一个具有类似效率，但使用更少消息交换的协议。我们发现，对于任何常数k，有一个问题，使其k+1消息的经典通信复杂度是指数小于其k消息的量子通信复杂度。特别地，这证明了量子通信复杂性的轮层次定理，并且通过简单的约化，暗示了对于常数k的集合不相交的k个消息量子协议的Omega（N^{1/k}）下界。途中，我们证明了信息理论引理，并定义了一个相关的相关性，信息距离，我们认为可能是在其他情况下的意义。
2006-03-15 cs.CC cs.IT math.IT
Exponential quantum enhancement for distributed addition with local nonlinearity
我们认为经典和纠缠辅助版本的分布式计算方案，计算非线性布尔函数的一组输入位提供分开的缔约方。双方之间的通信被限制为通过一个特定的装置进行，该装置强制执行所有非线性、非局部经典逻辑由单个接收器执行的约束，并且所有通信都通过有限数量的一位通道进行。在纠缠辅助版本中，计算固定非线性布尔函数所需的通道数量可以比经典版本中的通道数量呈指数级减少。我们证明了这种指数增强的问题的分布整数加法。
2009-07-20 quant-ph
Quantum Weakly Nondeterministic Communication Complexity
我们研究了量子不确定性的最弱模型，在这个模型中，一个经典的证明必须通过量子协议以概率1进行检验。我们展示了经典的非确定性通信的复杂性和这个模型的量子非确定性通信的复杂性的总功能之间的第一个分离。这种分离是二次的。
2006-04-04 cs.CC quant-ph
Unbounded Quantum Advantage in Communication with Minimal Input Scaling
本研究证明在输入规模最小化（对数级）时，关系重构任务中量子通信可实现无界优势，量子复杂度为常数而经典复杂度为对数，并给出经典公共硬币下界及半设备无关维度见证等应用。
2025-03-31 quant-ph
Exact Asymptotic Rates and an Exponential Strong Converse for quantum SMP and One-Way Communication
IQC, University of Waterloo（量子计算研究所，滑铁卢大学）
本文证明量子SMP模型中联合计算多个实例的渐近最优通信速率等于行数和列数对数之和，并给出指数强逆，显示量子指纹优势在渐近下消失。
2026-09-15 quant-ph
Relation between exponential behavior and energy denominators -- Weak Coupling Limit
在弱耦合极限下，我们给出了三对角矩阵和五对角矩阵的一些有趣的性质。在这种极限的前一种情况下，基态波函数振幅与指数函数e $^{(-v/E)}$的泰勒展开系数相同。关于过渡率的下降在五对角的情况下，这是不存在的三对角的情况下进行解释。一个密切的联系之间的能源消耗和指数行为的证明。
2019-06-14 nucl-ex nucl-th quant-ph
Localization and its consequences for quantum walk algorithms and quantum communication
相对于经典粒子在同一图上的扩散，量子在特定图上的行走速度呈指数级增长，这是一个惊人的观察结果。它提出了新的快速量子算法的可能性。我们在这里指出，通过局域化现象，量子力学也可以导致这些图上运动的指数抑制（即使在没有退相干的情况下）。事实上，对于图的物理体现，这将是通用的行为。它也对使用自旋网络（包括自旋链）作为量子通信通道的建议产生了影响。
2006-07-27 quant-ph
Security of quantum key distribution protocols using two-way classical communication or weak coherent pulses
我们采用的技术在[克劳斯等。例如，物理修订版信函95，080501，2005]证明了使用双向经典后处理的量子密钥分发（QKD）方案以及基于弱相干脉冲而不是单光子脉冲的QKD方案的安全性。结果，我们得到了这些方案的密钥速率的改进界。
2006-10-18 quant-ph
Quantum Predictive Learning and Communication Complexity with Single Input
NEC Laboratories America, Inc.（美国NEC实验室公司）
我们定义了一个新的量子学习模型，我们称之为预测量子（PQ）。这是PAC的量子模拟，在测试阶段，学生只需要回答多项式数量的测试问题。我们展示了一个关系概念类，是有效地学习PQ，而在任何“合理”的经典模型指数量的训练数据将是必需的。这是量子学习和经典学习之间的第一个无条件分离。我们证明了我们的分离在几个方面是最好的;特别是，对于一个函数类以及几个较弱的量子学习版本，没有类似的结果。为了证明我们的分离的紧密性，我们考虑单向通信的特殊情况，我们称之为单输入模式，其中Bob没有接收任何输入。有些令人惊讶的是，当考虑关系通信任务时，这种设置变得不平凡。特别地，任何具有双边输入的问题都可以转化为具有相等的经典单向成本的单输入关系问题。我们表明，在量子的情况下，情况是不同的，在相同的变换可以使通信的复杂性指数更大。当且仅当原始问题在量子和经典单向通信成本之间存在指数差距时，才会发生这种情况。我们相信，这些辅助结果可能是独立的利益。
2012-03-15 cs.LG quant-ph
Trade-offs between Entanglement and Communication
IBM Quantum, Almaden Research Center（IBM量子，阿尔马登研究中心）；Princeton University（普林斯顿大学）
该研究通过显式部分函数展示了量子通信在有限纠缠下的优势，揭示了经典与量子协议在通信复杂性上的指数级差异。
2025-12-01 cs.CC quant-ph
Anonymous quantum communication
我们提出了第一个协议的匿名传输的量子态，是信息理论上的安全对一个积极的对手，没有任何假设的腐败参与者的数量。发送者和接收者的匿名性得到了很好的保护，并且量子态的隐私性得到了保护，除非是指数小概率。即使一个破坏的参与者可以导致协议中止，量子态也只能以指数级的小概率被破坏：如果协议成功，量子态将被转移到接收者，否则它将保留在发送者手中（前提是接收者是诚实的）。
2007-06-15 quant-ph
Communication complexity of promise problems and their applications to finite automata
相等性和不相交性是通信复杂性中研究最多的两个问题。它们已经被研究了经典和量子通信以及各种模型和通信模式。Buhrman等人[Buh 98]证明了等式问题的承诺版本的确切量子通信复杂度是${\bf O}(\log {n})$，而经典的确定性通信复杂度是双向通信的$n+1$，这是量子和经典（确定性和概率性）通信复杂度之间的第一个令人印象深刻的大（指数）差距。如果容许错误，则相等的量子和概率通信复杂度都是${\bf O}(\log {n})$。然而，即使可以容忍错误，量子（概率）和确定性复杂度之间的差距也不会大于不相交问题的二次。因此，有意思的是，是否有一些关于不相交性问题的有希望的版本，可以显示出更大的差距。我们对这个问题给予肯定的回答。也就是说，我们证明了量子（甚至概率）通信复杂性和经典的确定性通信复杂性的不相交性问题的某些特定版本之间存在指数差距。Klauck [Kla 00]证明了对于任何语言，作为单向量子有限自动机的一般模型的精确量子/经典有限自动机的状态复杂度不小于等价的单向确定有限自动机（1DFA）的状态复杂度。在本文中，我们表明，使用通信复杂性的结果，这种情况可能会有所不同的一些承诺的问题。也就是说，我们证明了一定的承诺问题，之间的差距的状态复杂性的精确单向量子有限自动机和1DFA的指数。
2013-09-30 cs.CC cs.FL 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
Total insecurity of communication via strong converse for quantum privacy amplification
量子保密放大是量子密码学的核心任务。给定共享随机性，它最初与窃听者持有的量子系统相关，目标是提取与后者解耦的均匀随机性。这个任务的最佳速率是已知的，以满足强逆属性，我们提供了一个下界相应的强逆指数。在强逆区域中，协议的最终状态与期望解耦状态的距离在渐近极限处指数快速收敛到其最大值。我们表明，这必然会导致完全不安全的通信建立窃听者可以推断出任何发送的消息的确定性，当给定非常有限的额外信息。事实上，我们证明，在强逆区域，窃听者有一个指数的优势，正确推断发送的消息，相比，可验证性区域。此外，我们建立了以下技术结果，这是我们的证明的中心，是独立的利益：平滑参数的平滑最大相对熵满足强逆性质。
2022-02-22 cs.IT math-ph math.IT
Exponentially-enhanced Weak-field Sensing with Quantum Stark Localization
Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University（卡塔尔量子计算中心，科学与工程学学院，哈马德·本·哈利法大学）
本文研究了指数渐变施特金势对弱场传感的增强效应，证明了在单粒子和多体系统中，量子 Fisher 信息随系统规模指数增长，且无需冷却或绝热制备即可实现高灵敏度。
2026-04-19 quant-ph
Quantum Communication Complexity of Classical Auctions
本文研究经典拍卖机制设计中的量子通信复杂度，证明量子协议在近似最优拍卖中可实现指数级通信节省，并揭示了精确最优拍卖在单向、弱交互和多轮设定下与经典通信之间的多种分离结果。
2025-01-06 cs.GT quant-ph
Experimental quantum communication complexity
我们证明了两个示例性的通信复杂度协议的保真度，允许一个N-1位的通信，可以通过N-1（非纠缠）量子比特通信指数提高。为了公平比较，考虑到最先进的设置的所有效率低下，实验实现优于最好的经典协议，使其成为多方量子通信应用的候选者。
2005-02-11 quant-ph
Exponential Separation of Quantum and Classical Online Space Complexity
尽管存在实现了比最佳已知经典算法的指数时间加速的量子算法，但是没有已知的量子算法使用比经典算法更少的空间资源来执行计算。在本文中，我们研究，第一次明确，空间有界的量子算法的计算问题的输入不是作为一个整体，但一点一点。我们表明，存在这样的问题，量子计算机可以解决使用指数比经典计算机更少的工作空间。更确切地说，我们引入了一个非常自然和简单的空间有界量子在线机器模型，并证明了经典和量子在线空间复杂性的指数分离，在有界错误设置和总语言。我们考虑的语言是受通信问题（集合交集函数）的启发，Buhrman，Cleve和Wigderson用来显示量子和经典有界误差通信复杂性的几乎二次分离。我们证明，在线空间复杂性的框架中，分离成为指数。
2008-11-11 cs.CC 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
Evaluating the performance of a weak-field homodyne receiver in quadrature phase-shift keying optical communication
Como Lake Institute of Photonics, Dipartimento di Scienza e Alta Tecnologia, Università degli Studi dell’Insubria（因苏布里亚大学科学与技术系科莫湖光子学研究所）；Department of Physics, University of Milan, and INFN Section of Milan（米兰大学物理系和意大利国家核物理研究所米兰分部）
本文提出一种弱场接收机作为替代现有光学同相检波器，通过四进制通信证明其在相位编码中的有效性，提升信息传输率和密钥生成速率。
2026-04-09 quant-ph
On quantum and approximate privacy
本文研究了通信复杂度下的隐私和安全功能评估问题。重点是量子版本的模型和协议，只有近似的隐私对诚实的球员。我们表明，在计算函数时的隐私损失（最小泄露信息）可以通过使用量子协议以指数方式减少，而私人可计算函数类（即，具有隐私损失的那些）不被量子协议放大。另一方面，量子通信与小的信息泄漏相结合使得某些函数可以（几乎）私下计算，而这些函数使用无泄漏的量子通信或有泄漏的经典通信都无法计算。我们还给出了一个例子，通过允许隐私损失为$o(1)$而不是隐私损失为0，函数的通信复杂度呈指数级降低。
2003-06-05 quant-ph
Intrinsic Quantum Correlations of Weak Coherent States for Quantum Communication
通过一种新的检测方案，观察到了参与者之间弱相干态的本征量子关联，该方案可作为存在性诱饵态BB84和差分相移量子密钥分发（DPS-QKD）协议的补充.在一个原理验证实验中，我们在两个空间分离的平衡零差检测中使用弱本振子场产生弱相干态的二分关联。我们采用非线性后测方法，在单独零差测量时，从两个单场干涉中获得二分相关。然后，该方案被用来证明双方之间的比特相关性超过10公里的距离，通过传输光纤。我们相信，该方案可以增加另一个物理层的安全性，这些协议的量子密钥分发。
2011-02-09 quant-ph
Classical vs. quantum communication in XOR games
在这项工作中，我们引入了量子非局域性和通信复杂性问题之间的中间设置。更准确地说，我们研究了当Alice和Bob被允许使用有限数量的单向经典通信$ω_{o.w.-c}(G)$（分别为）时XOR博弈$G$的价值。单向量子通信$ω_{o.w.-c}^*(G)$），其中$c$表示比特数（分别为量子位）。这里的关键量是商$ω_{o.w.-c}^*(G)/ω_{o.w.-c}(G)$。我们提供了一个通用的方法来获得贝尔不等式违反一般贝尔泛函的XOR游戏的商$ω_{o.w.-c}^*(G)/ω_{o.w.-2c}(G)$大于1。特别是，这允许从通信复杂性问题中找到（无界）贝尔不等式违反，其精神与Buhrman等人（2016）最近的工作相同。我们还提供了一个XOR游戏的例子，对于这个游戏，先前的商在信息量$c$方面是最优的（直到对数因子）。有趣的是，这个博弈中每个参与者只有多项式的输入。对于分离函数的经典与量子通信复杂度的相关问题，已知的实现指数分离的示例需要每方指数地多个输入。
2017-07-03 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
Interaction in Quantum Communication Complexity
关于使用量子态的通信，最有趣的事实之一是，这些状态不能用来传输比所使用的量子比特数量更多的经典比特，然而，有一些方法可以用比经典可能的数量少成指数级的量子比特来传递信息。此外，这些方法有一个非常简单的结构-他们涉及很少的相互作用之间的沟通当事人。我们更仔细地研究编码在量子态中的信息可以被操纵的方式，并考虑是否每个经典协议都可以转换为具有类似效率的“更简单”的量子协议的问题。简单协议是指使用较少消息交换的协议。我们证明了对于任意常数k，存在一个问题使得它的k+1消息经典通信复杂度指数小于它的k消息量子通信复杂度，从而否定地回答了上述问题.我们的结果建立在两个原语，局部转换在二分状态（基于以前的工作）和平均编码，这可能是在其他应用程序中的意义。
2000-05-25 cs.CC quant-ph
Quantum one way vs. classical two way communication in XOR games
在这项工作中，我们给出了一个例子，指数分离之间的量子和经典资源的设置异或游戏辅助通信。具体地，我们示出了XOR游戏的示例，对于该XOR游戏，需要双向经典通信的$O(n)$比特以便实现与单向通信的$\log n$量子比特可以实现的相同的值。我们还发现了一个表征的XOR游戏的价值与有限数量的双向通信的赋范空间的张量规范方面的援助。
2020-03-21 quant-ph
Weak entanglement improves quantum communication using only product measurements
本文证明仅用乘积测量或部分贝尔态分析器，弱纠缠甚至不可导引的含噪态也能提升量子比特信道中秘密共享任务的成功率，并在实验中超越最佳无纠缠辅助协议，表明简单测量能克服大量噪声。
2024-03-26 quant-ph
Quantum repeaters for communication
在通过噪声信道的量子通信中，错误概率与信道的长度呈指数关系。我们提出了一个量子中继器的方案，克服了这个限制。其中心思想是通过使用一种新的嵌套纯化协议连接一串（不完美的）纠缠粒子对，从而创建一个高保真的单个远距离对。该方案允许百分比级别的一般错误。
1998-03-20 quant-ph
Simultaneous Communication Protocols with Quantum and Classical Messages
我们研究了通信复杂性的同时消息传递（SMP）模型，其中一方是量子的情况下，其他是经典的。我们表明，在SMP协议，计算一些功能与第一方发送q量子位和第二发送c经典位，量子消息可以被替换为一个随机化的消息的O（qc）经典位，以及由O（qc log q）经典位的确定性消息。我们的证明在很大程度上依赖于Scott Aaronson的早期结果。特别地，我们的结果意味着量子经典协议需要发送Omega（sqrt{n/log n}）比特/量子比特来计算n比特字符串上的相等，因此并不明显优于经典经典协议（并且比量子指纹等量子量子协议差得多）。这基本上回答了Wim van Dam最近提出的一个问题。我们的研究结果还意味着，更一般地说，量子经典和经典经典SMP协议之间没有超多项式分离的功能问题。这与关系问题的情况形成对比，其中量子经典和经典经典SMP协议之间的指数差距是已知的。我们表明，这种令人惊讶的情况不会出现在纯粹的经典模型：在那里，一个指数分离的关系问题可以转换成一个指数分离的功能问题。
2008-12-28 quant-ph
Quantum Communication Protocol Employing Weak Measurements
我们提出了一个通信协议，利用两个事件之间的相关性与一个明确的时间顺序：a）的结果{ \em弱测量}的自旋，和b）的结果，随后的普通测量的自旋。在我们的协议中，Alice首先通过对N个自旋的样本进行弱测量来生成“代码”。样本被发送给鲍勃，鲍勃随后通过测量沿着两个特定方向中的任一个的自旋来执行后选择。后选择的结果定义了“钥匙”，然后他公开广播。使用她先前生成的代码和该密钥，Alice能够推断Bob在后选择中选择的{ \em方向}。或者，如果爱丽丝公开广播她的代码，鲍勃能够从代码和密钥中推断出爱丽丝为她的弱测量选择的方向。两个可能的实验实现的协议简要地提到。
1999-09-27 quant-ph
Quantum Communication Advantage in TFNP
本文提出一个总搜索问题的二分版本，证明其在量子SMP模型中通信复杂度比经典双向随机模型指数级更小，并利用结构-随机性范式证明经典下界。
2025-02-24 cs.CC quant-ph
Quantum Internet: from Communication to Distributed Computing!
在这篇邀请论文中，作者讨论了通过量子互联网互连量子计算机可实现的指数计算加速。他们还确定了量子互联网设计和部署的关键未来研究挑战和开放问题。
2018-05-11 cs.NI quant-ph
Employing weak-field homodyne detection for quantum communications
本文研究弱场零差探测在量子通信中的应用，通过优化本地振荡器强度提升光子匮乏区域的互信息，并利用非高斯调制在中等能量区域进一步提高信息速率。
2024-05-23 quant-ph
Long-distance transmission of quantum key distribution coexisting with classical optical communication over weakly-coupled few-mode fiber
量子密钥分发（QKD）是量子信息处理中最具实际意义的应用之一，它可以在远端用户之间产生信息论安全的密钥。借助波分复用技术，量子密钥分配技术已经与经典的光通信网络相结合。少模光纤（FMF）模-波长双重复用技术可以进一步提高波分复用性能，与多芯光纤相比，FMF具有额外的模隔离度和较大的模有效芯面积，尤其在制作和拼接技术上更具有实用性。在这里，我们提出了第一次共存的QKD实现与经典的光通信弱耦合FMF使用全光纤模式选择耦合器。在发射功率为-2.60dBm的情况下，利用1.3kbps的实时安全密钥生成，实现了量子密钥分发在86kmFMF上与100Gbps经典数据信道的共传播。与单模光纤相比，在相同的光纤输入功率下，FMF的平均拉曼噪声降低了86%。我们的工作实现了量子密钥分配与经典光通信的融合，并展望了量子通信与下一代模分复用网络的兼容性
2020-02-02 quant-ph
Improved Separations between Quantum and Classical Communication Complexity of Total Functions
Nagoya University（名古屋大学）
通过改进Gavinsky框架，我们实现了全函数量子与随机化通信复杂度的更大指数分离，在两条量子消息下达到多对数对比根号n，在更多消息下达到多对数对比n的1减任意正指数次方。
2026-10-06 cs.CC quant-ph
Markovian quantum master equations are exponentially accurate in the weak coupling regime
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
本研究证明在弱耦合下，开放量子系统的非马尔可夫成分可通过马尔可夫量子主方程指数抑制，该方程通过广义Born-Markov近似获得并可迭代至任意阶次。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas math-ph
The one-way communication complexity of the Boolean Hidden Matching Problem
我们给出了布尔隐匹配问题[BJK 04]的随机单向通信复杂性的Ω（\sqrt{n}）的一个紧下界。由于该问题存在O（\log n）量子比特的量子单向通信复杂度协议，我们得到了部分函数的量子和经典单向通信复杂度的指数分离. Gavinsky，Kempe，de Wolf [GKdW06]独立获得了类似的结果。我们的下界是通过傅立叶分析，使用Kahn Kalai和Linial [KKL 88]的傅立叶系数不等式得到的。
2006-07-25 cs.CC quant-ph
Generalizations of the distributed Deutsch-Jozsa promise problem
在{ \em分布式Deutsch-Jozsa promise问题}中，双方要确定他们各自的字符串$x,y\in\{0,1\}^n$是处于{ \em汉明距离} $H(x,y)=0$还是$H(x,y)=\frac{n}{2}$。Buhrman等人（STOC' 98）证明了该问题的精确{ \em量子通信复杂度}是${\bf O}(\log {n})$，而{ \em确定性通信复杂度}是${\bf Ω}(n)$。这是量子和经典通信复杂性之间第一个令人印象深刻的（指数）差距。在本文中，我们推广了上述分布式Deutsch-Jozsa承诺问题，以确定，对于任何固定的$\frac{n}{2}\leq k\leq n$，无论是$H(x,y)=0$或$H(x,y)= k$，并表明，精确的量子和确定性的通信复杂度之间的指数差距仍然成立，如果$k$是一个甚至这样的$\frac{1}{2}n\leq k<(1-λ) n$，其中$0< λ<\frac{1}{2}$是给定的。我们还处理的承诺版本的著名的{ \em不相交}的问题，并表明，对于这个承诺的问题，量子（也是概率）的通信复杂性和确定性的通信复杂性的承诺版本的这样一个不相交的问题之间存在指数差距。最后，一些应用量子，概率和确定性有限自动机的所得结果进行了演示。
2015-03-18 cs.CC cs.DC cs.FL
