Unconditionally secure quantum key-distribution with relatively strong signal pulse
提出了一种无条件安全的量子密钥分发（QKD）协议。虽然我们的协议具有与Bennett 1992协议类似的安全基础，但具有较强的参考脉冲（B92），我们的方案使用较少数量的检测器，并且对光纤中的瑞利散射具有鲁棒性。我们推导出我们的协议的密钥生成率的下限，并表明我们的协议可以覆盖相对较长的距离，假设精确的相位调制和稳定的干涉仪。
2007-11-22 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
Pulsed reset protocol for fixed-frequency superconducting qubits
提高量子比特的相干时间是量子计算领域的一个基本挑战。然而，对于长寿命的量子位，在实验完成后等待量子位弛豫到它们的基态是低效的。此外，对于纠错方案，重要的是快速重新初始化辅助奇偶校验量子比特。我们提出了一个简单的基于双脉冲序列的脉冲量子比特复位协议。第一脉冲将所述激发态布居转移到更高的激励量子位状态，并且第二脉冲进入由低Q传输线谐振器提供的有损环境，所述低Q传输线谐振器也用于量子位读出。我们发现，剩余的激发态人口可以被抑制到$2.2\pm0.8\%$，并利用脉冲复位协议进行实验，在增强的速率。
2019-04-01 quant-ph
Why the two-pulse photon echo is not a good quantum memory protocol
在本文中，我们认为双脉冲光子回波序列作为一个潜在的量子光存储协议。人们普遍认为，双脉冲方案应导致非常低的效率，因此与该特定应用无关。我们通过使用Tm ${}^{3+}$：YAG晶体的实验表明，这样的协议相反是非常有效的，甚至太有效，被认为是一个很好的量子存储协议。我们的实验工作使我们能够一方面指出这种方案的真正局限性，另一方面指出它的好处，这可以成为灵感的来源，以构思更有前途的程序与稀土离子掺杂晶体。
2008-10-03 quant-ph
Coherent pulse implementations of quantum cryptography protocols resistant to photon number splitting attacks
最近提出了一类新的量子密码协议，该协议在弱相干脉冲实现中对最常见的光子数分裂攻击具有鲁棒性。在这篇文章中，我们给出了一个相当详尽的分析几个窃听攻击这些计划。窃听者（Eve）应该拥有无限的技术力量，而诚实的当事人（Alice和Bob）使用当今的技术，特别是衰减激光作为单光子源的近似。他们利用量子态的非正交性来减少不完美源偶然产生的多光子脉冲中Eve可获得的信息。使用当今技术的这些协议中的一些的实现允许高达$\sim$ 150 km的距离的安全密钥分发。我们还表明，强脉冲的实现，其中包括一个强脉冲作为参考，允许对光子数分裂攻击强大的密钥分配。
2003-02-05 quant-ph
Simple protocol for secure decoy-state quantum key distribution with a loosely controlled source
诱骗态量子密钥分发（QKD）方法对光脉冲的强度有不同的要求。现有的理论假设强度是精确控制的。在这里，我们提出了一个简单的协议，这是安全和有效的，即使有错误的强度控制。在我们的协议中，诱饵脉冲和信号脉冲是从相同的父亲脉冲产生的两个值的衰减。在给定父脉冲波动上界的条件下，只要精确地进行二值衰减，我们的协议是安全的。我们建议使用非平衡分束器来实现稳定的衰减。在强度误差以$\pm5%$为界的条件下，在相同的密钥速率下，该方法的安全距离仅比具有精确受控源的理想协议短1km.
2008-01-16 quant-ph
All-optical Raman control of ultracold atomic hyperfine states using pulsed jump protocol
本研究开发脉冲驱动跳跃协议实现超冷原子超精细态全光拉曼控制，推导态转移条件并扩展至双-Λ系统，通过⁸⁷Rb模拟证明高保真鲁棒控制并缓解干涉效应。
2025-04-14 quant-ph
Detection of the phase shift of an alternating-current magnetic field by quantum sensing with multiple-pulse decoupling sequences
利用固态自旋量子位的磁性测量具有高灵敏度。特别地，可以利用金刚石中的氮空位（NV）中心的电子自旋态来实现具有高空间分辨率的磁传感器。在这项研究中，我们证明了基于多脉冲去耦序列的NV量子传感不仅可以灵敏地测量交流（AC）磁场的幅度，而且还可以测量相移。在基于解耦序列的交流磁场测量中，当序列中的$π$脉冲周期与磁场的半周期相匹配，且序列与磁场的相对相位差为零时，通常可以获得由交流磁场引起的NV自旋的最大相位累积。相反，如果相对相位差是$π/2$，则NV量子传感器不获取相位累积。因此，这种相位累积条件对于磁力测定没有任何优势。然而，我们发现，非相位积累条件是可用于检测一个非常小的相移的交流领域从其初始相位。这一发现有望为实现微米和纳米尺度复杂交流磁场的灵敏测量提供指导。
2018-08-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Pulse-phase control for spectral disambiguation in quantum sensing protocols
我们提出了一种方法来识别虚假信号产生的有限宽度的脉冲在量子传感实验，并将其应用到最近提出的动态去耦序列准确的光谱解释。我们首先研究这些假共振的起源，并量化它们在涉及经典磁场测量的情况下的行为。在这里，我们表明，传感器的初始相位的变化，或等效地，去耦脉冲导致振荡的寄生信号强度，而真正的谐振保持不变。最后，我们将我们的结果扩展到量子制度的明确检测远程核自旋利用氮空位传感器在金刚石。
2016-09-27 quant-ph
Multiple Pulses Phase-matching Quantum Key Distribution
提出了一种多脉冲相位匹配的量子密钥分发协议（MPPM-QKD），该协议不仅突破了线性密钥速率限制，而且具有更高的容错性。在我们的协议中，Alice和Bob首先生成他们自己的训练脉冲（每个训练应该包含L个脉冲）以及随机比特序列，并且还用随机相位和调制相位对他们的训练的每个脉冲进行编码。作为下一步，两个编码的列车同时发送给查理，他执行干扰检测，也可能是一个窃听者。在Charlie宣布成功检测之后，Alice和Bob打开每个脉冲的随机化相位，并且仅当Alice和Bob的两个成功检测的时间戳处的差异随机化相位的总和等于0或pi时才保持通信。此后，Alice和Bob计算具有时间戳的筛选密钥。重复上述过程，直到Alice和Bob都获得足够长的筛选密钥。当传输距离大于250 km时，我们还可以证明所提出的QKD协议的密钥速率可以击败迄今已知的QKD协议的速率损失限制。此外，所提出的协议具有较高的容错性，约24%，当传输距离为50公里，L = 128。该协议的密钥速率和传输距离均优于循环差分相移量子密钥分发协议[6]和与测量设备无关的量子密钥分发协议[4]，并且当比特训练长度大于32时，其密钥速率性能均优于相位匹配量子密钥分发.
2019-05-25 quant-ph
Quantum key distribution with multiphoton pulses: An advantage
在这篇文章中，我们介绍了一个量子密钥分发协议的视线信道的符合测量的基础上。我们提出了我们的协议的概念验证实现。我们表明，使用符合测量监测多光子脉冲的结果在更长的距离，这样的通道在一个更高的安全密钥速率。该密钥速率高于基于BB84的量子密钥分发协议的流行实现，例如GLLP分析[Quant. Info. Comput. \textbf{4}，325（2004）]。在实验中，我们可以产生约$74 \%$更多的关键比特每个信号脉冲相比，BB84协议的GLLP分析具有相似的参数和相等的平均光子数的值。
2021-11-26 quant-ph
Quantum key distribution protocols with slow basis choice
许多量子密钥分发（QKD）协议要求随机选择每个脉冲或每个脉冲训练的测量基。在一些QKD协议中，例如循环差分相移（RRDPS）QKD协议，这个要求有点挑战性，因为对于当前技术来说，每100个脉冲随机选择数百个设置可能太快了。在本文中，我们解决了这个问题，证明了QKD协议的安全性与慢基选择不损害密钥速率。我们还表明，随机选择的基础上的状态准备可以缓慢，如果信号不泄漏任何信息的基础上。我们的技术可以应用的QKD协议的示例包括RRDPS协议和BB84类型的协议，并且我们的技术放宽了对QKD系统的实现的要求。
2016-04-15 quant-ph
Robust quantum control by smooth quasi-square pulses
已知鲁棒时间最优控制以恒定（方）脉冲为特征。我们分析快速绝热动力学，保持鲁棒性，通过使用替代平滑准方脉冲，通常由超高斯脉冲表示。我们在这里考虑两个协议，鲁棒的逆优化和时间收缩绝热通道，允许在这两种情况下设计相同的脉冲形状。动力学和他们的性能进行了比较。证明了前一种协议的优越性。
2022-09-25 quant-ph
Unconditional security of sending or not sending twin-field quantum key distribution with finite pulses
双场量子密钥分发（TF-QKD）的发送或不发送协议具有在任何相干攻击下无条件安全性证明和对大错位误差的容错性等优点。这是迄今为止唯一一个考虑了有限密钥效应即统计涨落的基于相干态的TF-QKD协议。在这里，我们考虑了完整的有限密钥效应的协议，我们通过数值模拟表明，在实践中，典型的有限脉冲数的协议可以产生无条件安全的最终密钥下的一般攻击，包括所有的相干攻击。在实际中，即使具有大的未对准误差，在典型的有限数量的脉冲中，它也可以超过500 $km$的安全距离。
2019-04-12 quant-ph
4 states protocol for time coding quantum key distribution
相干单光子脉冲相对于参考以四种可能的时间延迟发送。与干涉测量相结合的脉冲重叠导致的光子时间检测的模糊性允许安全的密钥交换。
2003-09-18 quant-ph
Echo protocols of an optical quantum memory
本文基于新解析结果分析了光子回波量子存储协议，重点研究光谱色散与非线性相互作用的影响，利用光子回波面积定理推导出描述弱强信号脉冲存储的闭式解析解，明确了实现高效率的条件，并探讨了其在量子中继器中的应用潜力。
2024-10-02 quant-ph
Security analysis of the time-coding quantum key distribution protocols
对时间编码量子密钥分发协议进行了安全性分析。该协议利用相干单光子脉冲。密钥被编码在光子时间探测器中。相干叠加态的使用允许检测密钥的窃听。我们给出了一个数学模型的第一个协议，从中我们得出第二个，更简单的协议。我们推导出这两个协议的安全性分析，发现安全率可以与BB84协议获得的安全率相似。然后，我们计算这些协议在标准光纤链路上的安全距离。当使用低噪声超导单光子探测器时，可以预见超过200公里的安全距离。最后，我们分析了当使用微弱脉冲而不是单光子脉冲时光子数分裂攻击的后果。诱饵状态技术可以用来防止这种攻击。
2011-08-31 quant-ph
Security of round-robin differential-phase-shift quantum key distribution protocol with correlated light sources
在众多的量子密钥分发（QKD）协议中，循环差分相移（RRDPS）协议具有一个独特的特点，即它的安全性是在不监视任何统计信息的情况下得到保证的。此外，该协议具有一个显着的属性是强大的源缺陷假设发射的脉冲是独立的。不幸的是，一些实验证实了由于脉冲相关性而违反了独立性，因此缺乏不考虑这种影响的安全性证明是安全性的障碍。在本文中，我们证明了RRDPS协议是安全的，对任何来源的缺陷，建立一个证明与脉冲相关性。我们的证明是简单的，因为我们只对源做了三个实验上简单的假设。在此基础上进行的数值模拟表明，长距离脉冲相关性对密钥速率没有显著影响，这揭示了RRDPS协议的另一个显著特点。因此，我们的安全证明是有效的，适用于广泛的实际来源，并铺平了道路，实现真正安全的QKD在高速系统。
2023-02-06 quant-ph
Time-frequency bases for BB84 protocol
传统上用于量子密钥分发（QKD）的基础是通过干涉测量法测量的0或π/2偏振或者可替代地0或π/2相位。我们引入了一组新的基地，即脉冲发送的频率或时间的基础上，如果脉冲被假定为变换限制。此外，它是讨论如何这个计划可以很容易地从一个二进制推广到一个N维系统，即，到“quNdits。最佳脉冲分布和窃听的机会进行了讨论。
2003-09-12 quant-ph
Optimization of Controlled-Z Gate with Data-Driven Gradient Ascent Pulse Engineering in a Superconducting Qubit System
采用两种不同的数据驱动梯度上升脉冲工程（GRAPE）方案，分别以优化门算子和输出量子态为目标，实现了双量子比特控制Z（CZ）门的实验优化.对于两种GRAPE协议，梯度的关键计算利用输入Z控制脉冲和实验测量的混合信息。在平顶波形中的不完美的初始脉冲下，我们的实验实现表明，CZ门得到了快速改善，并且受到两个优化脉冲的门的正确率在99%左右。我们的实验研究证实了数据驱动的GRAPE协议在门优化问题中的适用性。
2021-04-24 quant-ph
Theory of coherent interaction-free detection of pulses
Aalto University（阿尔托大学）
本文提出了一种基于三级系统的相干无相互作用探测协议，通过相干相互作用取代投射算符，实现了更高的检测效率和海森堡极限。
2025-12-02 quant-ph
Faster Randomized Dynamical Decoupling
本文提出一种随机动力学解耦协议，仅用少量额外脉冲即可提升任意确定性DD协议性能，并证明其优于Uhrig DD等最优序列，通过新分析方法和数值模拟验证了显著优势。
2024-11-06 quant-ph
Practical quantum key distribution over 60 hours at an optical fiber distance of 20km using weak and vacuum decoy pulses for enhanced security
在20 km的光纤距离上，实现了连续运行60小时的单向诱饵脉冲量子密钥分发实验。我们采用一个诱饵协议，其中包括一个弱诱饵脉冲和真空脉冲。所获得的密钥速率平均超过10kbps。这是在该光纤距离和持续时间内使用该诱饵协议报告的最高速率。
2011-04-15 quant-ph
Performance of Quantum Key Distribution Protocol with Dual-Rail Displaced Photon States
提出了一种基于双轨位移光子态的量子密钥分发（QKD）方案。位移单光子态携带可提取的编码比特值，而相干态不携带任何信息，只提供不确定的结果。开发的QKD协议与实验伴随噪声一起工作，以观察恶意Eve的存在。与依赖于微弱激光脉冲的常规QKD不同，使用具有大振幅的脉冲，其可以将其近似于标准电信通信，并且即使在具有高衰减的设置中也可以显示出对窃听的抵抗力。信息泄漏到窃听者是从比较的输出分布的结果与理想的一个，这是由两个额外的不可访问的人定义的，保存谁发送脉冲，参数。一些可能的窃听攻击的鲁棒性。
2009-05-14 quant-ph
Leveraging Hardware Power through Optimal Pulse Profiling for Each Qubit Pair
针对量子计算机规模化中的校准挑战，本文扩展双量子比特门脉冲候选集并提出细粒度校准协议，通过三种策略选最优脉冲、校准子图实现并行校准，在真实机器上降低门错误1.84倍、提升量子体积两倍，助力容错量子计算。
2024-11-28 quant-ph
Performance of superadiabatic stimulated Raman adiabatic passage in the presence of dissipation and Ornstein-Uhlenbeck dephasing
在本文中，我们评估了两个超绝热受激拉曼绝热通道（STIRAP）协议来自高斯和sin-cos脉冲，耗散和Ornstein-Uhlenbeck噪声下的能级。我们发现，对于小振幅的斯托克斯和泵浦脉冲，人口转移主要是直接通过counterdiabatic脉冲，而大振幅的传统STIRAP路径占主导地位。这种“对冲”导致了显着的鲁棒性对损耗的中间状态的耗散。对于小脉冲幅度和增加的噪声相关时间，性能降低，因为占主导地位的反绝热脉冲受到更多的影响，而对于大脉冲幅度，其中STIRAP路径占主导地位，对于中间相关时间（与脉冲持续时间相比），效率降低得更多。对于高斯超绝热STIRAP协议，我们还研究了泵浦脉冲和斯托克斯脉冲之间的延迟的影响，发现在噪声存在下，性能得到改善，增加延迟。我们的结论是，高斯协议与适当选择的延迟和正弦余弦协议执行得很好，即使在严重的噪声条件下。目前的工作预计将有广泛的应用，因为STIRAP在现代量子技术中发挥着至关重要的作用。
2020-08-27 quant-ph
Assessing Spatiotemporally Correlated Noise in Superconducting Qubits via Pulse-Based Quantum Noise Spectroscopy
Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
本文提出一种非参数量子噪声谱学协议，用于表征超导量子器件中时空相关退相干噪声和量子串扰的频谱和静态误差。
2026-03-19 quant-ph
Arbitrary state preparation of a mechanical resonator via controlled pulse shaping and projective measurement in a qubit-resonator interaction
我们介绍了一个协议，能够产生一个通用的测量操作的机械谐振器。该技术需要量子位-谐振器相互作用，并使用相干脉冲来驱动量子位跃迁。随后是量子比特能量的投影测量，将谐振器限制在取决于脉冲形状的状态。选择用于相干驱动的脉冲形状的自由度使得能够实现任意的基于位置的测量算子。使用这个测量算子，我们概述了一个两脉冲协议，概率生成一个纯机械状态与所需的波函数，与近单位保真度的可实现的参数。
2018-08-16 quant-ph
Single-click protocols for remote state preparation using weak coherent pulses
针对远程态制备（RSP）的低硬件需求，提出基于弱相干脉冲的单击（SC）和双单击（DSC）协议，SC速率更高，DSC降低相位稳定需求，可用于长距离量子密钥分发。
2025-08-20 quant-ph
A decoy-state protocol for quantum cryptography with 4 intensities of coherent states
为了抵抗任何类型的光子数分裂攻击，我们提出了一种使用4种不同强度的脉冲的量子密钥分发协议。它们是平均光子数为$μ,μ'$和$μ_s$的真空态和相干态。$μ_s$在0.55左右，并且这类脉冲被用作主信号状态。另外两类相干态（$μ,μ'$）也是常用的信号态，但它们的计数率应与真空一起研究。我们已经表明，在给定实践中的典型设置的情况下，在给定$10^{-4}$的小的总透射率的情况下，来自主信号脉冲的关键速率非常接近于理论上允许的最大速率。
2005-02-21 quant-ph
Security of Decoy-State Protocols for General Photon-Number-Splitting Attacks
诱骗态协议提供了一种在利用弱相干脉冲实现的量子密码中击败光子数分裂攻击的方法。我们指出，以前的安全分析，这样的协议依赖于假设窃听攻击，认为对待每个脉冲平等和独立。我们给出一个例子来证明，如果没有这样的假设，以前的诱饵状态实现的安全参数可能比声称的更差。接下来，我们考虑了更一般的光子数分裂攻击，它关联不同的脉冲，并给出了一个估计过程的单光子信号的数量与严格的安全声明。我们的结果的影响是，以前的分析的次数诱饵态量子密码系统可以重复使用之前，它使一个弱密钥必须修改。
2013-04-18 quant-ph
Experimental coherent-state quantum secret sharing with finite pulses
本研究提出基于相位编码的三用户量子秘密共享协议，采用对称流程解决非对称基选择安全漏洞，结合Kato集中不等式实现有限密钥下抗相干攻击的安全性，经5公里光纤30dB损耗实验验证，密钥速率达192-432bps，为量子多方计算网络提供实用方案。
2024-10-08 quant-ph
Optimal Experimental Scheme for Bennett-Brassard 1984 Quantum Key Distribution Protocol with Weak Coherent Sources, Noisy and Lossy Channel
这是第一个能同时精确测量到达信号光子数和多光子脉冲量子误码率的方案。我们发现，标记多光子脉冲计数的分数的上限是$μ$，这是独立的信道损耗和强度的诱饵源。这样的上界是$inherent$，并且只要使用弱相干源和高损耗信道，就不能再减小。我们表明，我们的计划可以实现，即使信道损耗是非常高的。为了提高量子密钥分发的速率，可以采用较强的脉冲源强度。在验证了通信的安全性之后，可以使用信号脉冲和诱饵脉冲来生成原始密钥。我们分析了我们的方案是最优的，在今天的技术。PACS：03.67.Dd
2005-06-26 quant-ph
Preparation of high fidelity entangled cat states with composite pulses
提出一种基于复合双光子驱动脉冲的纠缠猫态制备协议，通过多振幅、多频率设计抑制参数误差与退相干影响，数值模拟验证其高保真度和强鲁棒性。
2025-03-14 quant-ph
Aperiodic dynamical decoupling sequences in presence of pulse errors
动态退耦合（DD）是保持量子位量子态的一种很有前途的工具。然而，控制脉冲中的小缺陷会严重影响解耦的保真度，并在很长一段时间内定性地改变受控系统的演化。利用解析和数值方法，我们从理论上研究了两个非周期DD序列的脉冲误差积累效应，Uhrig的DD（UDD）协议[G。S. Uhrig，Phys. Rev. Lett. { \bf 98}，100504（2007）]和二次DD（QDD）方案[J. R.韦斯特湾H. Fong和D. A. Lidar，Phys. Rev. Lett { \bf 104}，130501（2010）]。我们考虑使用硅中磷供体的电子自旋来实现这些序列，其中DD序列被应用于抑制供体自旋的退相。研究了不同自旋初态对退耦保真度的影响。我们详细研究了DD保真度的初始下降及其长期饱和。我们还证明了通过沿不同方向施加控制脉冲，QDD协议的性能可以得到显著改善，并解释了这种改善的原因。我们的研究结果可能是有用的未来实现的非周期性解耦协议，并为更好地理解量子控制自旋的错误的影响。
2011-01-12 quant-ph
Quantum Key Distribution with High Loss: Toward Global Secure Communication
针对Bennett-Schmidard 1984量子密钥分发协议，提出了一种在高损失情况下克服光子数分裂攻击的诱骗态方法：合法用户有意随机地用多光子脉冲（诱骗态）替换信号脉冲.然后他们检查诱饵状态的丢失。如果诱骗态的丢失异常地小于信号脉冲的丢失，则整个协议中止。否则，继续协议，他们估计的基础上的诱饵状态的信号多光子脉冲的损失。这个估计可以通过假设两个损失具有相似的值来完成，我们证明了这一点。
2003-05-19 quant-ph
Violation of Bell Inequalities with a Mixture of Separable States in a Multiple-Photon Absorption Attack on Ekert Protocol
我们提出了一种新型的攻击Ekert协议中，而令人惊讶的是，夏娃驱动器违反贝尔不等式在爱丽丝和鲍勃的检测器的混合可分离状态。她通过发送包含几个光子的相关脉冲来实现这一点，这些光子的频率在他们的探测器中只可能出现多光子脉冲。当来自同一脉冲的光子以光子数量不足以在任一通道中触发多光子吸收的方式被调度时，该脉冲保持未被检测到。我们表明，这个简单的功能导致违反贝尔不等式，可以密切匹配那些预测的纠缠态，即使在最简单的情况下，双光子和三光子的纠缠。
2010-11-22 quant-ph
Quantum sensing of weak electric and magnetic fields by coherent amplification of energy level shift effects
提出了一种通过相干放大效应测量量子比特中小能级位移的方法。它基于以两种方式重复施加相同的相互作用脉冲：每个后续脉冲具有相同的相位，以及脉冲与脉冲之间具有$π$的交替相移（即负号）。两种特定类型的脉冲被认为是：一个共振的$π$脉冲和绝热啁啾脉冲，这两种产生完整的粒子数反转与高保真度。在存在弱的环境外部电场或磁场的情况下，随后的斯塔克或塞曼位移导致能级位移，从而导致静态失谐。在共振方法和绝热方法中，小的能级位移不会很大地改变跃迁概率;然而，它可以显著地改变传播子中的动力学相位。重复施加相同的脉冲大大放大了动力学阶段的变化，并将它们映射到种群上。因此，可以以良好的精度测量电平偏移的效果。发现具有交替相位的脉冲序列在共振周围提供大得多的误差放大和陡得多的激励轮廓，从而对小能级偏移提供高得多的灵敏度。使用著名的非交叉Rosen-Zener和Rabi模型和水平交叉Demkov-Kunike模型推导出灵敏度的显式解析估计。该配方提供了一种简单的工具，通过使用产生反转量子门的相同脉冲来快速准确地感测弱电场和磁场，而无需复杂的断层扫描或纠缠操作。
2021-05-25 quant-ph
Comparison of dynamical decoupling protocols for a nitrogen-vacancy center in diamond
我们对金刚石中氮空位中心的动力学退耦进行了详细的理论和实验研究。我们研究了DD序列应用于抑制耦合到由取代氮原子组成的自旋浴引起的NV中心的电子自旋的退相。研究了各种DD方案的解耦效率，包括周期和周期脉冲序列。对于理想的控制脉冲，我们发现，DD协议与Carr-Purcell-Meiboom-Gill（CPMG）的脉冲定时提供了最好的性能。我们发现，随着控制脉冲的数量的增加，去耦保真度标度定性不同的马格纳斯膨胀的预测，并解释了这种差异的起源。特别是，更高级的对称化或级联协议不会提高DD性能。接下来，我们调查的系统仪器脉冲误差在不同的周期性和非周期性脉冲序列的影响。单轴控制的DD协议在存在脉冲误差的情况下不能保留所有的自旋分量，并且需要双轴控制。我们证明了两个轴的控制序列与CPMG定时是非常强大的脉冲误差。脉冲误差的影响可以通过对称化该协议来进一步减小。对于这里研究的所有协议，我们提出了一个详细的帐户的脉冲误差参数，使最强的DD性能的影响。最后，我们给出了具体的建议，选择解耦协议的系统进行调查。
2012-02-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-gaussian statistics from individual pulses of squeezed light
我们描述了一个消磁协议，将压缩光的单个脉冲映射到非高斯状态的观察。这种效应是通过将一小部分压缩真空束发送到雪崩光电二极管上，并通过调节光子计数事件后剩余状态的单次零差检测来获得的。实验数据提供了一个明确的证据，相位相关的非高斯统计。该协议是密切相关的纠缠蒸馏过程的第一步连续变量。
2004-02-25 quant-ph
Towards practical and fast Quantum Cryptography
我们提出了一个新的协议，实用的量子密码学，为实现弱相干脉冲量身定制。通过数据线上非常简单的到达时间测量获得密钥;在额外的监测线上建立干涉仪，允许监测间谍的存在（她的干预会破坏相干性）。针对零错误攻击（光子数分裂攻击的模拟），该协议的性能与具有强参考脉冲的标准协议一样好：密钥速率仅随着量子信道的传输$t$而降低。我们还提出了两种攻击，引入错误的监测线：拦截重发，和两个后续脉冲的相干攻击。最后，我们勾勒出这个协议的几个可能的变化。
2004-11-03 quant-ph
Fast quantum control of cavities using an improved protocol without coherent errors
针对短脉冲下SNAP门相干误差限制性能的问题，提出通过使脉冲时间超过特定限值完全抑制相干误差的方法，缩短门时间减少非相干误差，仅需少量频率分量且兼容容错方案。
2024-11-28 quant-ph
Multi-party quantum fingerprinting with weak coherent pulses: circuit design and protocol analysis
量子通信在物理学领域已经取得了许多令人瞩目的理论成果和实验验证。在这种背景下，量子通信复杂性（QCC）最近引起了广泛的研究关注，作为优化实现分布式计算任务所需的传输量子比特和能量的工具。在这个问题上，我们介绍了一种新的多用户量子指纹协议，可以用现有的技术来实现。特别是，我们扩展到多用户框架的一个著名的两个用户的相干状态指纹方案。由于两个原因，这种概括是非常重要的，因为它不仅需要扩展协议规则集，而且还需要指定用于设计通用协议的光学设备的过程。我们的工作的重要性很大程度上来自这样一个事实，即所获得的QCC数字的优点允许直接比较与最著名的经典多用户指纹识别协议，在计算机技术和网络领域的意义。此外，作为手稿的主要贡献之一，我们推导出创新的分析上限的传输量子信息，甚至在两个用户协议作为一个特定的情况下有效的量。最后，比较结果提供对比不同的协议实现策略，重要的是，显示，在现实的情况下，多用户协议可以实现的任务，是不可能单独使用经典的通信。我们的工作为理解量子指纹的性质和局限性提供了相关的贡献，并且在更广泛的范围内，量子通信网络的局限性和可能性也包括多个用户同时访问的节点。
2020-11-10 quant-ph
Finite-key analysis for quantum key distribution with weak coherent pulses based on Bernoulli sampling
量子密钥分发的一个重要步骤是估计与泄漏信息量相关的参数，这通常通过对通信数据进行采样来完成。当数据大小有限时，最终的关键速率取决于估计过程如何处理统计波动。目前的证券分析大多是基于简单随机抽样的方法，其中超几何分布或其已知的界用于估计。本文提出了一种基于与二项分布相关的伯努利抽样的简洁方法。该方法适用于具有弱相干脉冲的BB84协议，与简单随机抽样方法相比，减少了估计参数的数量，获得了更高的密钥生成速率。我们还应用该方法证明了差分正交相移（DQPS）协议在有限密钥体制下的安全性。结果表明，DQPS协议在密钥速率方面优于相位编码BB84协议，这是以前在渐近体制中证实的，在有限密钥体制中仍然存在。
2017-01-17 quant-ph
Unconditional security of the Bennett 1992 quantum key-distribution scheme with strong reference pulse
证明了原Bennett 1992协议在强参考脉冲下的无条件安全性。我们表明，我们可以在接收器之前将投影放置到适当定义的量子位空间上，这使得分析像基于量子位的协议一样简单。与基于单光子的量子比特不同，即使在有损信道之后，在该方案中识别的量子比特也几乎肯定会被接收器检测到。这导致密钥生成速率与信道传输速率成比例，以便适当选择实验参数。
2009-09-03 quant-ph
Multiple-Photon Absorption Attack on Entanglement-Based Quantum Key Distribution Protocols
在阐述arXiv：1011.4740中提出的对Ekert协议的多光子吸收攻击时，我们证明了它可以用于其他基于纠缠的协议，特别是BBM92协议。在这种攻击中，窃听者（Eve）被假设为控制源，她发送的脉冲在偏振（但不是纠缠）中相关，包含几个光子，其频率在Alice和Bob的探测器中仅可能出现多光子干扰。当来自一个脉冲的光子以光子数量不足以在任一通道中触发多光子吸收的方式被调度时，该脉冲仍然未被检测到。我们表明，这个简单的功能是足够的复制被认为是指示一个安全的量子密钥分发，即使源实际上是一个可分离的状态的混合物检测到的脉冲的统计类型。爱丽丝和鲍勃测量到的贝尔不等式的违反随着夏娃可以驱动到他们的探测器中的多光子吸收的阶数而增加，而测量到的量子比特错误率则作为同一变量的函数而降低。我们表明，即使在最简单的双光子吸收或三光子吸收攻击的情况下，攻击也可以成功，我们讨论了可能的对策，特别是使用公平的抽样测试。
2011-02-16 quant-ph
Enhancing key rates of QKD protocol by Coincidence Detection
针对实际QKD实现中的安全限制，本研究将诱骗脉冲方法与符合探测（CD）协议相结合，提出新协议及渐近密钥率计算算法，并通过实验证明其在现实条件下能显著提升密钥率。
2024-12-12 quant-ph
Quantum Communication with Continuum Single-Photon Pulses
在这项工作中，我们分析了连续单光子脉冲在一些量子通信方案中的行为。特别地，我们考虑了马赫-曾德尔干涉仪中的单光子干涉，HOM干涉和量子比特承诺协议。
2014-05-15 quant-ph
Perfect stimulated Raman adiabatic passage with imperfect finite-time pulses
本文通过优化双高斯脉冲的截断与相对位置，在STIRAP中实现完美粒子数转移，并提出简单有效的绝热性判据，证明所需时间仅与不保真度成对数关系。
2023-07-04 quant-ph
Pulse-Controlled Topologically Protected Quantum Batteries
College of Physics and Electronic Science, Hubei Normal University（湖北师范大学物理与电子科学学院）；Hubei Engineering Institute（湖北工程学院）；State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Laser Spectroscopy, Shanxi University（山西大学量子光学与量子光学器件国家重点实验室激光光谱研究所）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
该研究提出基于脉冲控制超导量子比特链的拓扑保护远程充电量子电池协议，实现无能量回流且鲁棒的能量传输，为量子电池远程充电及性能优化提供理论与框架支持。
2026-09-04 quant-ph
Reviving the precision of multiple entangled probes in an open system by simple $π$-pulse sequences
纠缠态的量子精密测量在实际噪声环境中总是会受到退相干的影响。因此，测量精度大大降低。在这里，我们应用动态解耦方法来保护$N$ -量子比特量子精密测量协议，并成功地恢复了测量精度的缩放为${N^{-k}}$与$k\in \left[{5/6,11/12}\right]$。由噪声谱分布确定的精度恢复程度表明，通过控制噪声谱可以进一步提高被保护协议的性能。这种保护协议在纯退相和弛豫噪声下对基于纠缠的量子精密测量具有普遍性，这将促进微观物理弱信号检测实用量子精密测量的发展。
2016-10-27 quant-ph
Optimizing a Dynamical Decoupling Protocol for Solid-State Electronic Spin Ensembles in Diamond
我们证明了通过优化的动力学解耦（DD）的金刚石中的氮空位（NV）中心的致密系综的自旋相干时间的显着改善。冷却样品到$77$ K抑制纵向自旋弛豫$T_1$效应和DD微波脉冲被用来增加横向相干时间$T_2$从$\sim 0.7$ ms到$\sim 30$ ms。我们扩展以前的工作单轴（CPMG）DD对任意自旋状态的保存。脉冲和失谐误差的理论和实验表征后，我们比较各种DD协议的性能。我们确定，保持任意自旋状态的最佳控制方案是一个递归的协议，级联版本的XY 8脉冲序列。改善的自旋相干性可能对改善交流磁力测量的灵敏度产生直接影响。此外，该协议可以用于更密集的金刚石样品，以增加相干时间高达NV-NV相互作用时间尺度，这是朝着创建量子集体NV自旋态迈出的重要一步。
2015-07-14 quant-ph
Pulsed Dynamical Decoupling for Fast and Robust Two-Qubit Gates on Trapped Ions
我们提出了一种脉冲动态解耦协议，作为两个微波驱动的囚禁离子超精细量子比特之间的可调，快速，鲁棒的量子相位门的发生器。该协议由一系列$π$脉冲组成，这些脉冲作用于沿外部施加的磁场梯度定向的离子。与现有方法相比，在我们的设计中，离子链的两种振动模式在外部微波驱动的影响下合作，以实现显着提高门速度。我们的计划是强大的对占主导地位的噪声源，这是错误的磁场和微波脉冲强度，以及运动加热，预测两个量子比特门以上的$99.9\%$在几十微秒的结晶度。
2018-05-09 quant-ph
Practical quantum oblivious transfer and bit commitment protocols
我们提出了一个实用的量子不经意传输和比特承诺协议，该协议用弱相干脉冲代替单光子源，并允许信道和探测器的错误和丢失。这些协议可以用现有的光电器件来实现。
2015-03-18 quant-ph
