Quantum state tomography via sequential uses of the same informationally incomplete measuring apparatus
$d$维量子系统的状态只能通过执行具有$m\geqslant d^2$结果的信息完全测量来推断。然而，实验上可获得的测量在信息上可能是不完整的。在这里，我们表明，一个单一的信息不完整的测量设备仍然能够提供所有的信息，如果在一排应用几次。我们推导出这样的测量装置的一个必要和充分条件，并给出了量子位，qutrits，一般的$d$级系统，和复合系统的$n$量子位，这样的测量装置存在的说明性的例子。我们表明，投影测量和Lüders测量与2个结果是无用的，在考虑的情况下。
2021-01-15 quant-ph
Sequential measurement of conjugate variables as an alternative quantum state tomography
它示出了如何有可能通过连续测量两个共轭变量来重建一维系统的初始状态。该过程依赖于准特征函数，维格纳准概率的傅立叶变换。通过对实验上可获得的观察“位置”然后“动量”（反之亦然）的联合概率进行傅里叶变换而获得的适当特征函数可以表示为两个探测器的准特征函数与未知的准特征函数的乘积。量子系统。这允许通过以下序列进行状态重构：数据收集、傅立叶变换、代数运算、傅立叶逆变换。测量的强度应该是中等的，以便程序工作。
2013-01-04 physics.optics quant-ph
Near-Optimal Parallel Unitary Process Tomography in Diamond Distance
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）
本文证明在金刚石距离下，通过新颖的并行程序可实现近最优查询复杂度的幺正过程层析成像，弥补了与顺序电路的差距。
2026-09-30 quant-ph
Sequential Probability Ratio Test for the detection of a single electron spin in the OSCAR setup
MRFM器件是一种在磁场中操纵单电子自旋共振的强大装置。然而，由于输出信号的SNR非常低，共振自旋的实时观察仍然是一个问题。本文研究的可用性和效率的顺序检测计划（顺序概率比测试），以减少所需的集成时间，相比标准的固定时间检测计划。
2004-02-24 quant-ph
Any DOF All at Once: Single Photon State Tomography in a Single Measurement Setup
Technion – Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本文提出利用单次强度测量重构单光子超纠缠态的框架，通过空间自由度编码其他自由度信息，简化实验设置并减少采集时间，恢复传统相机无法检测的自由度。
2026-04-29 quant-ph
Dual-path state reconstruction scheme for propagating quantum microwaves and detector noise tomography
量子态重建涉及通常由理想化模型描述但在实验中不完全详细地知道的测量设备。对于弱传播的微波，检测过程需要线性放大器，其用随机噪声掩盖信号。在这里，我们介绍了一个理论，但允许使用这些设备来测量传播的量子微波的交叉相关的基础上从一个双路径放大设置的所有正交时刻。同时，检测器噪声特性被确定，从而允许断层扫描。我们证明了我们的新概念的可行性，通过与经典的弱相干微波混合物的原理验证实验。
2010-03-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Zeno tomography
我们表明，标准的吸收层析成像的分辨率“每吸收粒子”可以优于一个简单的干涉设置，只要在样品中的“灰色”的不同水平是不均匀分布的。该技术取决于量子芝诺效应，并已在数值模拟中进行了测试。我们提出的方案可以在紫外光、中子或X射线的实验中实施。
2004-01-12 quant-ph
Spin tomography
我们提出了一个自旋态的层析重建方案。的实验装置，这是一个修改的Stern-Gerlach计划，可以很容易地进行与目前可用的技术。该方法被推广到多粒子态，分析自旋1/2的情况下，不可区分的粒子。一些Monte Carlo数值模拟来说明这种技术。
2002-10-13 quant-ph
Cyclic measurements and simplified quantum state tomography
针对紧测量实验实现复杂的问题，本文提出循环紧测量概念，通过重复使用单个基于酉的量子器件完成全量子态层析，并给出适用于任意有限维度的可行制备流程。
2025-05-30 math-ph math.MP quant-ph
Quantum State Tomography with a Single Observable
近年来，量子信息已经吸引了大量的研究，揭示了量子力学的核心问题，以及复杂性理论，密码学，密钥分配和化学等前沿领域。量子信息的这些基本和应用方面依赖于一个关键问题：通过称为量子态断层扫描（QST）的过程，从测量中表征量子态的能力。然而，QST需要大量的测量，每一个来自不同的物理观测对应于不同的实验设置。不幸的是，改变设置会导致数据发生不必要的变化，干扰测量，并损害总是关于噪声平稳性的假设。在这里，我们建议通过执行QST与一个单一的观察，以克服这些缺点。一个单一的观察往往可以实现一个单一的设置，从而大大减少了实验工作。一般来说，对单个可观测量的测量并不包含足够的信息来恢复量子态。我们依靠压缩感知（CS）启发的概念克服了这种信息的缺乏，利用了这样一个事实，即在量子信息的许多应用中，所寻求的状态接近于纯态（因此具有低秩）。此外，我们增加了系统的尺寸，通过添加一个辅助耦合到系统中的信息演变，从而提供更多的测量，使原始的量子态从一个单一的可观察的测量恢复。我们证明了我们的方法，在多光子状态恢复结构量子态从一个单一的观察，在一个单一的实验设置。我们进一步展示了如何使用这种方法来恢复量子态没有数分辨探测器。
2017-04-21 quant-ph
Tomography of Quantum Operations
量子操作描述了量子力学中允许的任何状态变化，包括开放系统的演化或由于测量而导致的状态变化。在这封信中，我们提出了一个通用的方法，基于量子断层扫描实验测量的矩阵元素的任意量子操作。作为输入，该方法只需要一个纠缠态。该技术的电磁场的可行性，并说明了基于零差层析成像的双光束的实验装置。
2000-12-14 quant-ph
Quantum tomography of mesoscopic superpositions of radiation states
我们证明了根据S. Song，C.M.洞穴和B. Yurke [Phys.Rev.A41，5261（1990）]。我们提出了一种技术，容忍在光电探测器的量子效率的现实值。测量可以通过标准实验装置来实现。
1998-04-08 quant-ph
Optimal experiment design for quantum state tomography
量子态层析成像是许多量子实验中必不可少但昂贵的一部分。通常，它需要在固定的实验装置上的许多不同设置中进行测量。所收集的数据通常在信息上过完整，信息冗余的量取决于所选择的特定测量设置集。这就提出了一个问题，即如何以最佳方式获取数据，以便减少所需的测量设置数量。在这里，我们将这个问题转化为整数规划。对于一个给定的实验设置，标准的整数规划算法，使我们能够找到最小的一组读出操作，可以实现一个目标的断层摄影任务。我们将该方法应用于核磁共振实验系统中某些基本的和实际的状态层析问题。结果表明，相当少的读出操作，可以发现使用我们的技术比它是通过使用以前的贪婪搜索策略。因此，我们的方法可能有助于简化测量方案，以尽量减少实验工作。
2017-05-03 quant-ph
Quantum-polarization state tomography
我们提出并证明了一种方法的量子态层析的量子编码的量子$N$光子态的量子偏振。这是通过将$N$光子非确定性地分布到三个路径及其随后的投影中来实现的，对于$N=1$，这相当于测量斯托克斯（或泡利）算子。记录的$N$ -倍符合的统计唯一地确定未知的$N$ -光子偏振状态。所提出的固定设置显然排除了由于移动部件而导致的任何系统测量误差，并且允许在不同状态的断层扫描之间进行简单切换，这使得其成为自适应断层扫描方案的理想选择。
2016-09-07 quant-ph
Quantum state tomography as a numerical optimization problem
我们提出了一个框架，制定寻求最有效的量子态层析成像方案作为一个优化问题，可以数值求解。这种方法可以应用于广泛的相关设置，包括限制到一个子系统的测量。为了说明这种方法的力量，我们提出的六维希尔伯特空间构成的量子比特qutrit系统，它可以实现，例如，由N-14核自旋-1和两个电子自旋状态的氮空位中心在金刚石。量子比特子系统的测量由秩为三的投影器表示，即，半维子空间上的投影仪。对于仅由量子比特组成的系统，分析表明，半维子空间上的一组投影仪可以以信息最优的方式排列用于量子态层析成像，从而形成所谓的相互无偏子空间。我们的方法超越了仅量子位系统，我们发现在六维中，这样一组相互无偏的子空间可以近似为与实际应用无关的偏差。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Direct and Parallel Tomography of a Quantum Process
量子过程层析成像（QPT）作为全面表征量子动力学过程的方法，在量子信息处理和量子控制中具有重要意义，而量子器件的可靠性在其中起着至关重要的作用。在这里，通过弱测量，我们提出了一个新的QPT计划的特点是它的直接性和并行性。与现有方案相比，我们的方案需要更简单的态准备和更少的实验装置。此外，在我们的方案中，量子过程的每个参数仅由五个实验值直接确定，这意味着我们的方案对误差的积累具有鲁棒性。
2013-09-23 quant-ph
Quantum State Tomography and Quantum Games
利用博弈广义量子化方案的数学框架，发展了一种单比特量子态层析技术。在我们的技术中，Alice发送一个未知的纯量子态给Bob，Bob将其附加为|0><0|然后在附加的量子态上应用幺正算子，并找到Alice和他自己的收益。它表明，对于一个特定的一组酉算子，这些元素变得等于一个未知的量子态的斯托克斯参数。用这种方法可以测量和重建一个未知的量子态。严格地说，这种技术不是一个游戏，因为不涉及任何战略竞争。
2011-07-27 quant-ph
Position and momentum tomography
我们说明了使用的统计方法的时刻确定的位置和动量分布的量子对象从一个单一的测量统计。该方法用于三个不同的，虽然相关的，模型;顺序测量模型，阿瑟-凯利模型和八端口零差检测模型。在每种情况下，矩量法给出了一个大类的初始状态的位置和动量分布，相关的条件是分布的指数有界性。
2009-02-23 quant-ph
Quantum state tomography for qutrits subject to laser cooling
本文提出了一种激光冷却量子的动态量子态层析模型。我们证明，可以减少不同的测量设置所需的状态重建采用频闪方法的数量。结果是符合量子断层扫描的最佳标准，有一个强烈的趋势，调查状态重建的当前进展。我们相信，频闪方法可以被认为是一种有效的工具，密度矩阵识别，因为它允许确定量子态层析成像所需的不同的观测值的最小数量。
2020-02-13 math-ph math.MP quant-ph
Structural Features of Sequential Weak Measurements
讨论了一般可观量的序贯弱测度的抽象结构。在所有的顺序中，没有后选择的连续WM相关产生相应的维格纳函数的相关性，通过正则变量的矩提供直接的量子层析成像。相反，自旋半连续测量在运动学上受到约束，它们与单个WM等效。在具有后选择的序贯小波变换中，出现了不同于单小波变换弱值异常的新异常。特别地，如在$\hatσ$的双WM中测量的偏振$\hatσ$的扩展将对于某些正交的预选择状态和后选择状态发散。
2016-07-09 quant-ph
Quantum process tomography via optimal design of experiments
量子过程层析成像是许多量子信息处理任务的基础，可以在实验设计理论（DoE）的框架内进行，DoE是经典统计学的一个分支，处理实验装置的输入和输出之间的关系。这样的联系可能会让人们接触到经典DoE这一丰富主题的许多思想，并将其用于量子问题。然而，由于经典和量子估计问题之间的基本结构差异，DoE的经典技术不能直接应用于量子过程层析成像。在这里，我们适当地制定量子过程断层扫描作为一个能源部的问题，并检查几个例子来说明的链接和方法。特别是，我们讨论的共同问题的滋扰参数，并指出有趣的功能，在量子问题中没有在通常的经典设置。
2019-04-26 quant-ph
The role of preparation in quantum process tomography
在最近的一封信中，我们中的一个人指出了量子实验准备程序的差异如何导致实验结果的重大差异。这种差异源于系统与环境之间的初始相关性。因此，任何容易受到环境影响的量子实验都必须精心准备。在本文中，我们研究量子过程层析成像在这方面。我们建议几个实验设置，其中初始状态的准备在实验的最终结果中起着作用。我们表明，通过研究的线性度和积极性所产生的地图，实验者可以确定系统和环境之间的初始相关性的性质。
2009-04-29 quant-ph
The optimal reordering of measurements for photonic quantum tomography
量子层析成像是光子技术工具箱的一种基本方法，通常用于评估实验制备的光状态和表征转换这种状态的设备。断层扫描过程由许多不同的顺序执行的测量组成。我们提出了相当大的断层扫描加速优化安排的个人组成的测量，这相当于解决旅行推销员问题的一个实例。作为一个例子，我们获得了高达五个量子比特的光子系统的解决方案，并得出结论，对于三个或更多量子比特的系统，层析成像过程的总持续时间可以减半。所报告的加速已经被实验验证为量子态层析成像，也为全量子过程表征高达六个量子位，而不诉诸于任何复杂性降低或简化的系统的兴趣。我们的方法是通用的，并减少了光学器件和各种散射过程的输入-输出特性的时间。
2018-12-15 quant-ph
Efficient full state tomography of the orbital angular momentum states of light using Helicity sorter
光的轨道角动量（OAM）是量子通信和量子计算中一个很有前途的自由度。然而，转换和测量OAM模式的有效方法仍然不容易获得。本文提出了一种对任意OAM态光进行全量子态层析的方法。在我们的方案中的关键部件是螺旋度分选器，一个设备，可以排序的OAM模式的光束的螺旋度的基础上。我们提出了两种实现螺旋度排序的设置，一种需要$\mathcal{O}(N)$数量的光学元件用于$2^N$ OAM模式，另一种使用空间光调制器并且与OAM模式的数量无关。我们的方法是第一个提供有效和可扩展的OAM模式的全量子态层析成像的方法，并且对于量子通信和量子计算非常重要。
2021-12-12 quant-ph
Quantum Process Tomography of a Molmer-Sorensen Interaction
报道了M $ø$单体-S $ø$ Rensen纠缠门的量子过程层析成像。层析成像协议依赖于一个单一的歧视性的过渡，利用多余的微动陷阱，以实现所有的操作需要准备所有的输入状态和分析所有的输出状态。使用主从二极管激光器装置，我们演示了一个两量子比特纠缠门，贝尔态产生的保真度为0.985（10）。我们表征其$χ$过程矩阵，最简单的纠缠门上的可分离状态的基础上，我们观察到，主要的错误来源是准确地模拟了量子去极化通道。
2013-09-17 physics.atom-ph quant-ph
Transport approach to quantum state tomography
University of Geneva（日内瓦大学）；Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本文提出利用传输量重构量子态，通过开放系统中的电流测量，展示了在两终端设置中两量子比特系统的应用，并提供基于传输的纠缠度量。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sequential dispersive measurement of a superconducting qubit
我们提出了一种超导装置，实现了一个transmon量子比特的顺序测量。该器件可根据需要打开和关闭与测量通道的耦合，从而禁用色散读出的常见限制，例如Purcell效应或腔模中的瞬态。量子位测量通过加载耦合到量子位的读出谐振器开始。在损耗可忽略的最佳相互作用时间之后，微波泵浦通过上转换将读出模式的内容释放到测量线中，特征时间低至10 ns，这比读出谐振器的寿命短400倍。释放场正交的直接测量证明了在$220~\mathrm{ns}$的总测量时间内$97.5~\%$的读出保真度。读出模式的维格纳层析成像允许我们表征读出模式的非高斯性质及其动态。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Linking Entanglement Detection and State Tomography via Quantum 2-Designs
我们提出了一种实验上可行的和有效的方法来检测纠缠态的测量，自然延伸到一个完整的断层摄影集。我们的检测标准是基于量子2-设计的子集的测量，例如，相互无偏基或对称信息完整状态，并且与标准纠缠见证者相比具有多个优势。首先，随着在测量中应用更多的检测器，以测量设置收敛到用于量子态层析成像的完整设置的方式，存在见证更大的纠缠态集合的更高机会。其次，我们的方法是两倍有效的标准证人在这个意义上，上下限都可以推导出来。第三，该方案可以很容易地应用于测量设备无关的场景。
2018-03-07 quant-ph
Statistically efficient tomography of low rank states with incomplete measurements
构造物理上相关的低维态模型和设计合适的测量方法是解决大尺度系统量子态层析成像的关键问题。我们考虑的统计问题，估计低秩状态的多离子断层扫描的设置，并探讨如何估计误差的行为与测量设置的数量减少，与标准的离子断层扫描设置。我们提出了广泛的模拟结果表明，相对于一个给定的秩的状态的选择，设置的随机选择的错误是鲁棒的，并且设置的数量可以显着减少，只有一个可以忽略不计的错误增加。我们提出了一个参数来解释这些发现的基础上的集中不等式的Fisher信息矩阵。在随机基测量的更一般的设置中，我们使用这个参数来表明，对于某些秩$r$状态，在$O(r\log d)$基中测量就足以获得所有基上的平均Fisher信息。我们提出了数值证据的国家多达8个原子，支持一个猜想的下限的Fisher信息，如果属实，将意味着一个类似的行为的情况下，泡利基地。压缩感知中的类似问题的关系也进行了讨论。
2015-10-23 math-ph math.MP quant-ph
Fourier Quantum Process Tomography
本文提出傅里叶量子过程层析技术，通过减少测量次数并利用相位恢复实现量子过程的完整表征，实验平均保真度超90%，具有计算优势。
2023-12-20 quant-ph
Measuring entanglement without local addressing in quantum many-body simulators via spiral quantum state tomography
Nihon University（日本大学）；Aoyama Gakuin University（青山学院大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Waseda University（早稻田大学）
本文提出一种高效量子态重构方法，无需局部地址化即可测量量子多体态的纠缠特性，如纠缠熵，在多种实验条件下均表现优异。
2026-03-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Comparing weak and projective measurements for quantum state tomography of a single-qubit system
我们探讨了使用弱量子测量的单量子比特量子态层析成像过程。弱测量是指量子比特和测量仪器之间的耦合较弱的测量;这导致量子态受到的干扰小于投影测量的情况。我们采用了Das和Arvind开发的弱测量层析成像协议，他们声称该协议提供了一种从量子系统中提取信息的新方法。我们测试的Das-Arvind计划的各种测量强度，和合奏的大小，并重现他们的结果，使用顺序随机模拟。最后，我们把这些结果的背景下，目前的理解弱和投影测量。
2017-11-13 physics.app-ph quant-ph
Quantum state tomography of qudits via Hong-Ou-Mandel interference
提出了一种利用探测态和靶态之间的HOM干涉对嵌入单光子中的$\mathit{n}$粒子量子态进行量子态层析的方法.该方法仅需要用于HOM干涉的无源分束器，并且去除了目标模式中的所有有源光学器件，以控制传统QST中所需的测量基础。因此，它适用于各种自由度的目标状态，而不改变测量设置。此外，即使使用诸如激光和热光的经典探测光，也实现了可靠的估计。作为原理证明，我们使用偏振量子比特进行了实验演示。无论探测光的光子统计如何，态重构的估计结果与常规QST验证的结果一样准确。
2022-05-23 quant-ph
Photon State Tomography for Two-Mode Correlated Itinerant Microwave Fields
连续变量纠缠通常是在光频下研究的。作为观测传播微波光子纠缠的重要一步，我们在微波域中演示了两个场模的实验态重构。特别是，我们产生双模相关态与约瑟夫森参量放大器和检测所有四个正交分量同时在两个通道外差设置使用幅度检测器。分析所有可能的正交对的二维相空间直方图，使我们能够确定完整的协方差矩阵，并重建四维维格纳函数。我们证明了在这两种模式的正交振幅噪声之间的强相关性。在理想条件下，在未来的实验中应该可以观察到低于标准量子极限的双模压缩。
2011-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Enhancement and state tomography of a squeezed vacuum with circuit quantum electrodynamics
研究了耗散和非经典驱动作用下一般四次相互作用哈密顿量的动力学。我们表明，这种情况下，可以实现与级联超导腔量子比特系统在强色散制度的设置类似于最近的实验。在耗散的存在下，我们发现，一个有效的Hartree型解耦与福克-普朗克方程产生一个很好的近似。我们发现定态近似为一个压缩真空，它被腔的$Q$ -因子增强，但被相互作用守恒。因此，量子位的非线性，并没有显着影响高度压缩腔内微波场，但对于一系列的现实参数，使巡回压缩场的特性。
2015-07-15 quant-ph
High fidelity two-qubit quantum state tomography of Electron-14N hybrid spin register in diamond
本文提出了一种基于Rabi实验的量子态层析新方法RAQST和RPQST，无需幺正操作即可高保真度表征金刚石中NV中心14N核自旋的双量子比特纯态。
2024-06-04 quant-ph
Efficient quantum tomography needs complementary and symmetric measurements
在这项研究中，平均二次误差矩阵的行列式被用来作为状态估计效率的度量。在某些情况下，这个量是很容易计算的，所以它给了我们一个合理的工具，以找到不同的量子层析成像问题的最佳测量设置。当使用冯诺依曼测量或单个POVM时，我们给出了单个量子比特的许多应用，并给出了状态的部分参数。在一定的约束条件下，对$n$级系统也得到了最优解.最优测量之间或与已知数据之间存在某种互补关系，而且出现了对称信息完备系统，条件形式似乎是新的。
2012-01-09 math-ph math.MP quant-ph
Directly Characterizing the Coherence of Quantum Detectors by Sequential Measurement
量子测量的量子特性是量子信息处理中不可缺少的资源，引起了广泛的研究兴趣。传统的方法来揭示量子特性依赖于重建的整个测量算子的量子探测器层析成像。然而，许多特定的性质可以通过测量算子的一部分矩阵元素来确定，这为简化性质表征过程提供了可能。在这里，我们提出了一个一般的框架，直接获得个别矩阵的测量算子的条目，通过顺序测量两个不兼容的可观测量。这种方法使我们能够绕过量子测量的完全层析成像，并提取有用的信息，为我们的目的。我们通过实验实现了这个方案，通过确定非对角矩阵元素来监测一般量子测量的相干演化。测量精度的研究表明，该方案对任意量子测量都具有良好的可行性。我们的结果为通过选择性地确定测量算符的矩阵元来揭示量子测量的量子特性铺平了道路。
2021-11-19 physics.optics quant-ph
General sequential quantum cloning
一些多体量子态可以产生在一个顺序的方式，可以实现各种物理设置，如微波和光学腔QED，囚禁离子，量子点等，我们分析了一般的N到M量子比特通用量子克隆机（UQCM）的顺序生成方案。我们表明，N到M序贯UQCM是可用的。还介绍了d能级量子态顺序克隆的情况。
2007-04-11 quant-ph
Quantum state tomography of orbital angular momentum photonics qubits via a projection-based technique
虽然可以使用成像技术测量明亮光束的轨道角动量状态，但在单光子水平上进行全面表征是具有挑战性的。对于量子光学和量子信息科学的应用，这样的表征是一个必不可少的能力。在这里，我们提出了一个设置来执行量子态层析光子量子比特编码在这个自由度。该方法是基于投影技术，通过叉全息图和单模光纤插入干涉仪使用空间模式投影。详细介绍了装置的校准和校准以及测量序列，以重建相关的密度矩阵。可能的扩展到高维空间进行了讨论。
2015-04-07 physics.optics quant-ph
Experimental Realization of Sequential Weak Measurements of Arbitrary Non-commuting Pauli Observables
非对易可观测量的序贯弱测量不仅在量子测量中具有重要意义，而且在许多应用中也显示出潜力。然而，以前报道的方法，只能实现有限的顺序弱测量实验。在这封信中，我们提出了实现顺序测量的任意可观测量和实验证明的第一次使用真正的单光子测量的顺序弱值的三个非对易泡利可观。这些结果不仅有助于加深我们对量子测量的理解，如检验量子上下文性、宏观实在性和测不准关系等，而且在实现反事实计算、直接过程层析成像、密度矩阵的直接测量和无界随机性证明等方面有着广泛的应用.
2018-05-06 quant-ph
Quantum tomography as a tool for the characterization of optical devices
我们描述了一种新的工具，用于光学器件的量子表征。实验设置涉及一个稳定的参考状态，经历了一个未知的量子变换，然后通过平衡零差检测揭示。通过对零差数据的层析分析，我们能够表征信号并估计相互作用的参数，例如光学元件的损耗或放大器的增益。我们目前的相干信号的实验结果，应用于简单的光学元件引入的损失估计，并显示这些结果可以扩展到更一般的光学器件的表征。
2001-10-18 quant-ph
Linear-optical test of quantum contextuality with sequential measurements
National Laboratory of Solid State Microstructures, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, College of Engineering and Applied Sciences and School of Physics, Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学固体微结构物理国家重点实验室、智能光学传感与操控重点实验室、工程与应用科学学院和物理学院、先进微结构协同创新中心）；Physics Department, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高等研究院物理系）；Vienna Center for Quantum Science and Technology, Atominstitut, TU Wien（维也纳量子科学与技术中心、原子研究所、维也纳工业大学）；School of Quantum Physics and Matter, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基本科学研究院量子物理与物质学院）；Wallenberg Centre for Quantum Technology, Department of Microtechnology and Nanoscience, Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学微技术与纳米科学部瓦伦堡量子技术中心）
本文通过线性光学装置验证了Kochen-Specker情境性，利用单光子违反KCBS不等式，展示了顺序测量在量子情境性研究中的应用。
2026-05-18 quant-ph
Ultimate Precision of Direct Tomography of Wave Functions
与标准量子态层析成像相比，直接层析成像寻求对特定位置处的波函数的复值的直接访问（即，固定基础上的膨胀系数）。它最初是作为弱测量的一种特殊情况提出的，它可以推广到任意的测量装置。我们将“量子精密测量”的思想推广到复值相位的估计，并将其应用于波函数的直接层析成像。事实证明，重新制定可以帮助我们很容易地找到有效的估计的最佳测量。我们进一步提出了两种不同的测量方案，最终接近海森堡极限。在第一种方案中，被测系统的系综被复制，并在测量开始前对复制的系综进行时间反演变换。在另一种方法中，指针是在特殊的纠缠态中制备的，既可以是类GHZ最大纠缠态，也可以是对称Dicke态。在这两种方法中，参数的实部估计与拉姆齐型干涉，而虚部估计的振幅测量。
2019-11-18 quant-ph
Practical Tomography of Multi-Time Processes
Macquarie University（麦考瑞大学）
本文研究了多时间过程的完整表征所需的最小辅助维度，证明单个量子比特辅助存储即可实现任意多时间动态的完整重构，无需中途测量或重置。
2026-04-01 quant-ph
Quantum state tomography of photon's polarization and path degrees of freedom
提出一种利用单一线性光学装置的 QST 方法，通过路径相关 Stokes 参数及量子版两点 Stokes 参数重建单光子偏振-路径两量子比特密度矩阵。
2024-01-26 quant-ph
Entanglement Verification, with or without tomography
多体纠缠被广泛认为是分布式量子计算中的关键资源，如多方密码学、基于测量的量子计算、量子算法等。它还在量子相变中起着重要作用，甚至负责生物系统中的传输效率。证明多体纠缠通常是一项基本任务。由于$N$量子比特状态是由$4^N-1$实数参数化的，因此人们有兴趣设计一种测量设置，该测量设置尽可能少地揭示多体纠缠，至少不完全揭示状态的全部信息，即所谓的“层析成像”，其需要指数能量。在本文中，我们研究了这个问题的证明纠缠没有层析成像的约束下，只有单拷贝测量可以应用。这个任务被表述为一个与可分的量子态空间有关的隶属度问题，因此，与量子态空间的几何结构有关。我们表明，所有状态之间的通用纠缠检测永远无法完成没有完整的状态层析成像。此外，我们发现几乎所有的多体关联，包括真正的纠缠检测，纠缠深度验证，需要全态层析。然而，即使我们只允许局域测量，纯态之间的普适纠缠检测也可以更加有效。提出了一种几乎最优的局域测量方案来检测纯态纠缠。
2018-02-07 quant-ph
Quantum state tomography using a single apparatus
二能级系统（自旋、原子）的密度矩阵通常通过测量泡利矢量的三个非对易分量来确定。该密度矩阵也可以使用单个装置经由两个交换变量的测量数据来获得。这是通过将二能级系统耦合到辐射场模式来实现的，其中原子-场相互作用用Jaynes-Cummings模型描述。该模式从一个已知的相干态开始演化。通过测量原子的布居数差和光场的光子数这两个对易观测量，得到了原子的未知初态。我们讨论了这种设置的优点及其可能的应用。
2008-01-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum state tomography with disentanglement algorithm
提出基于解纠缠算法的量子态重构方法，利用变分量子电路逐比特解纠缠至零态，仅需单比特测量，并采用强化学习设计电路，方法普适且无特定约束。
2024-06-29 quant-ph
High-dimension experimental tomography of a path-encoded photon quantum-state
量子信息协议通常依赖于层析成像技术来确定系统的状态。一种流行的编码信息的方法是在光子可能采取的不同路径上，例如集成光学中的平行波导。然而，编码到大量路径上的状态的重建通常是资源密集型的，并且需要复杂的实验设置。针对这一点，我们提出了一个简单的方法来确定光子的状态，在叠加的d路径使用旋转的一维光学傅里叶变换。我们建立的理论和实验证明的技术，通过测量各种各样的六维密度矩阵。这些与预期状态的平均保真度高达0.9852 +/- 0.0008。该性能与其他类型系统的已建立的层析成像方法相当或超过该方法。
2019-06-10 quant-ph
Quantum tomography enhanced through parametric amplification
量子层析成像是利用平衡零拍探测技术重建光的量子态的维格纳函数的标准方法。重建质量强烈依赖于光电探测器的量子效率和测量设置中的其他损耗。在这篇文章中，我们详细分析了一个协议的增强量子层析成像，提出了Leonhardt和保罗在1994年，它允许一个减少检测损失的降解效果。它是基于相敏参量放大，与本地振荡器相位同步扫描放大的正交相位。尽管在足够强的放大下，该方案能够克服任何检测效率低下，但到目前为止还没有在实验中实施，可能是由于放大器中的损耗。在这里，我们讨论一个可能的原理验证实验与行波参量放大器。我们表明，与国家的最先进的光学元件，该协议使高保真断层重建明亮的非经典状态的光。我们考虑两个例子：明亮的压缩真空和压缩单光子态，后者是一个非高斯态，都受到损失的强烈影响。
2017-08-12 quant-ph
Experimental hierarchy of two-qubit quantum correlations without state tomography
本文提出仅测量相关矩阵六个元素即可实验演示Werner态及广义Werner态中纠缠、导引和Bell非局域性层级，无需全量子态层析。
2023-05-30 quant-ph
Learning quantum tomography from incomplete measurements
Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）；Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所）
本文提出利用深度神经网络改进量子态重构，通过优化测量序列和重构算法提升重构效率。
2026-09-10 quant-ph
Uncertainty Quantification for Matrix Compressed Sensing and Quantum Tomography Problems
我们构造极小极大最优非渐近置信集的低秩矩阵恢复算法，如矩阵Lasso或Dantzig选择器。这些被用来设计自适应序贯抽样程序，保证恢复的真实矩阵Frobenius范数后，数据驱动的停时$\hat n$的测量，必须采取的数量。在很大的概率下，这个停时是极大极小最优的。我们详细的应用程序，量子层析成像的问题，测量产生的泡利观测。我们还给出了在核范数下具有最佳直径的量子态密度矩阵的置信集的理论构造。我们的信心集的非渐近性质进一步研究在模拟研究。
2015-12-21 math.ST quant-ph stat.TH
