On the impossibility of coin-flipping in generalized probabilistic theories via discretizations of semi-infinite programs
硬币翻转是一项基本的密码学任务，其中空间上分离的Alice和Bob希望在通信信道上生成公平的硬币翻转。众所周知，在经典理论和量子理论中，理想的抛硬币都是不可能的。在这篇文章中，我们给出了一个简短的证明，证明了在广义无限制假设下，这在广义概率论中也是不可能的。我们的证明主要依赖于将作弊策略作为半无限程序的公式，即，有无穷多个约束的锥规划这引入了一种新的形式主义，它可能对量子社区有独立的兴趣。
2019-01-15 quant-ph
Holographic Transformation, Belief Propagation and Loop Calculus for Generalized Probabilistic Theories
将全息变换、置信传播和圈演算推广到包括量子力学在内的广义概率理论中的问题。在这项工作中，经典因子图的分区函数表示为两个高维向量的内积，这两个高维向量都可以分解为低维向量的张量积。在表示上，利用伴随线性映射可以清楚地理解全息变换。此外，在使用内积的公式化上，从循环演算公式的推导中自然地定义了置信传播。因此，全息变换，信任传播和圈演算推广到量子力学和广义概率理论中的测量问题。
2015-04-24 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Optimal CHSH values for regular polygon theories in generalized probabilistic theories
研究广义概率论中正多边形理论的最优CHSH值，发现与量子理论类似其CHSH值由最大纠缠态优化，从而赋予该理论中最大纠缠概念以物理意义。
2024-01-09 quant-ph
Generalized Probabilistic Description of Noninteracting Identical Particles
我们研究了多端口中全同非相互作用粒子的操作描述。特别是，我们寻找物理动机的限制，解释他们的聚束概率。我们专注于一个对称的3端口，在这个端口中，我们的广义概率框架所允许的三个超量子粒子将以3/4的概率聚集在一起。然后，通过对某些输入态施加乘积演化的额外要求，可以恢复2/3的玻色子边界。这些态的特征在于，与复合系统非常相似，它们的熵等于其单粒子子态的熵之和。然而，这一原理不足以排除高阶多端口中超量子粒子的可能性。
2017-11-19 quant-ph
Probabilistic Quantum Control Via Indirect Measurement
量子控制的最基本方案涉及通过幺正变换对系统的纯动力学状态进行有组织的操纵。最近，Vilela Mendes和Mank'o证明了，如果酉控制操作可以通过投影测量来补充，则状态空间上的可控性条件变得不那么严格。本工作建立在这个想法，引入间接测量的附加元素，以实现一种遥控。要被遥控的目标系统首先与另一个相同的系统纠缠在一起，称为控制系统。然后，控制系统进行酉变换加上投影测量。正如薛定谔所预期的那样，这种通过纠缠进行的控制本质上必然是概率性的。另一方面，在适当的条件下，远程控制的情况下提供了特殊的优势，对退相干和更大的剧目的酉变换的鲁棒性。对一个两能级系统的仿真表明，通过优化控制参数，可以实现可达状态种群的大幅增长。
2005-03-26 quant-ph
Entropic Uncertainty Relations in a Class of Generalized Probabilistic Theories
熵测不准关系在量子理论的基础和应用中起着重要的作用。虽然它们在量子理论中已经得到了很好的研究，但在广义概率理论（GPTs）中对熵不确定性知之甚少。本研究探讨了两种类型的熵不确定性关系，准备和测量不确定性关系，在一类GPT，可以被认为是量子理论的推广。不仅给出了一种获得熵制备不确定度关系的方法，而且给出了一种类似于Buscemi等人[Phys.Rev.Lett.，112，050401]在这些理论中得到了证明。这表明量子理论中测不准关系的熵结构更具有普适性。具体计算我们的关系在GPT称为正多边形理论也证明了。
2020-06-10 quant-ph
Probabilistic logic of quantum observations
一个概率命题逻辑，赋予认知组件断言（非）相容性的可对角化和有界的可观的，提出并说明了推理的随机结果的投影测量上一个给定的量子态。假设同时测量意味着潜在的可观测量是兼容的。借助于实封闭的序域的可判定一阶理论，给出了一个可靠的弱完备公理化。所提出的逻辑被证明是经典命题逻辑的保守扩展。
2018-03-19 math.LO quant-ph
Heralded Two-Photon Entanglement from Probabilistic Quantum Logic Operations on Multiple Parametric Down-Conversion Sources
一个理想的受控非门，然后是投影测量，可以用来识别其两个输入量子比特的特定贝尔态。当输入的量子比特是独立的贝尔态的每个成员时，这些投影测量可以用于将后选择的纠缠交换到剩余的两个量子比特上。在这里，我们应用这种策略来产生预示的双光子偏振纠缠使用贝尔状态，源自独立的参数下转换源，和一个特定的概率受控非门，是从线性光学元件构造。由此产生的实现与Sliwa和Banaszek [quant-ph/0207117]的早期提议密切相关，并且可以根据熟悉的量子信息协议直观地理解。还讨论了通过从独立的周期性量子存储器件中存储和释放这些预示的对来产生双光子纠缠的“伪需求”源的可能性。
2003-03-18 quant-ph
Complex multi-projective variety and entanglement
在本文中，我们将证明，一个消失的广义并发一个可分离的状态可以被看作是一个代数簇称为塞格雷簇。这种多样性定义了一个二次空间，它给出了可分状态的几何图像。对于纯态、二分态和三分态，多样性等于广义并发度。此外，我们推广的塞格雷品种到一般的多体状态有关的二次空间定义的两个由两个subdeterminants。
2005-03-09 quant-ph
Noisy Probabilistic Error Cancellation and Generalized Physical Implementability
本文将物理可实现性推广至实验可用的量子态与操作的任意凸集，在广义框架内分析了含噪 Pauli 操作实现无噪误差消除及偏差，并建立了其与多种量子信息度量的联系，增强了概率误差消除的实用性。
2025-07-16 quant-ph
Information transfer in generalized probabilistic theories based on weak repeatability
广义概率理论中的信息传递是一个重要的问题。我们已经处理了基于重复性假设的问题，该假设将Zurek的结果推广到GPT框架[Phys. Lett. A \textbf{379}（2015）2694]。一个自然的问题出现了：我们能在较弱的假设下推导出信息传递的结果吗？在本文中，我们推广Zurek的结果的框架下的GPT使用弱重复性假设。我们表明，如果可区分的信息可以从一个物理系统转移到一系列的装置下的弱重复性假设在GPT，那么物理系统的初始状态必须是完全可区分的。此外，在每一步可逆变换之后，由物理系统和设备组成的复合系统的复合状态也必须是完全可区分的。
2019-12-09 quant-ph
Programming of channels in generalized probabilistic theories
本研究将量子不可编程定理推广至广义概率论（GPTs），推导出类似定理，并揭示可逆动力学编程与状态空间的准经典结构密切相关，同时探讨了不可逆信道编程。
2022-05-26 quant-ph
Conditional Error Exponents of Probabilistic Quantum Resource Distillation
College of Information Science and Technology, Beijing University of Chemical Technology（北京化工大学信息科学与技术学院）
本文建立统一框架分析概率性量子资源蒸馏的条件误差指数，通过后选择复合假设检验获得纠缠、相干性和魔法蒸馏的解析刻画，证明后选择可严格提升误差指数衰减率。
2026-10-14 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
Causality and Duality in Multipartite Generalized Probabilistic Theories
本文通过展示无信号原理与经典过程的对偶性，建立广义概率论与过程矩阵框架的联系，并提出四体经典过程及量子变体的设备无关认证。
2024-11-06 quant-ph
Causal Consistency Selects the Born Rule: A Derivation from Steering in Generalized Probabilistic Theories
Pontifical Catholic University of Chile（智利天主教 Pontifical 大学）
该研究通过因果一致性推导出Born规则，揭示了引导在量子理论中的核心作用。
2026-02-04 quant-ph
Preparation Uncertainty Implies Measurement Uncertainty in a Class of Generalized Probabilistic Theories
在量子理论中，已知对于一对非对易观测量，不存在它们同时取定值的状态，也不存在它们的联合测量。它们分别被称为制备不确定度和测量不确定度，研究表明它们不是独立的，而是以定量的方式相互关联的。本研究的目的是揭示类似的关系，量子的，也持有广义概率论（GPT）。特别地，我们考虑了一类具有传递性和自对偶性的广义相对论，它们被看作是量子理论的推广。证明了在这些理论中，两类可观测量的不确定度之间也存在着密切的定量关系：如果存在制备不确定度，则也存在测量不确定度，它们可用类似的不等式描述。我们的结果表明，它们的对应关系不是量子理论特有的，而是更普遍的。
2020-09-01 quant-ph
Generalized Probabilistic Theories Without the No-Restriction Hypothesis
广义概率论是研究量子理论物理基础的一种常用方法。标准框架假定无限制假设，其中物理理论的状态空间确定测量集。然而，这种假设并不是出于物理动机。我们概括的框架，占系统不遵守无限制的假设。然后，我们展示了我们的框架可以用来描述新的类的概率理论，例如，其中包括固有噪声。放松限制假设也允许我们引入一个“自对偶”过程，这产生了一类新的理论，它们具有量子理论的许多特征，例如服从Tsirelson的最大纠缠态的界限。然后，我们表征联合状态，推广的最大张量积。我们展示了如何这个新的张量积可以用来描述的凸封闭的Spekkens玩具理论，并在这样做，我们获得了分析，为什么它是本地的几何形状的状态空间。我们表明，无限制版本的Spekkens玩具理论是被称为“盒子世界”的理论，允许最大的非局部相关性。
2013-02-11 quant-ph
Photon number projective measurement in Schrödinger cat quantum state preparation procedure after parametric down-conversion interaction
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）
本文提出一种基于参数下转换的薛定谔猫态制备方法，通过泵浦耗尽和投影测量提高生成概率，改进了之前的工作。
2026-03-25 quant-ph
Generalized two-qubit Hamiltonian for Projective Quantum Feature Maps
Faculty of Sciences, UNESP - São Paulo State University（圣保罗州立大学理学院）；Hospital Israelita Albert Einstein（阿尔伯特·爱因斯坦以色列医院）
提出基于广义两量子比特哈密顿量的投影量子特征映射，通过局部泡利场和两体泡利相互作用编码经典特征，在四个生物医学数据集上验证其相对于经典基线的统计显著优势。
2026-06-12 quant-ph
Probabilistic Quantum Teleportation
考虑了一种利用非最大纠缠态作为共享资源的未知量子比特的广义量子隐形传态方案。如果不求助于本地过滤或纠缠集中，使用标准的贝尔状态测量和经典通信，就不能以单位保真度和单位概率传送状态。我们表明，使用非最大纠缠测量可以传送一个未知的状态与单位保真度，虽然降低了概率，因此概率隐形传态。我们还给出了一个利用非最大纠缠态的广义纠缠交换协议。
2002-10-01 quant-ph
Probabilistic teleportation via a non-maximally entangled GHZ state
提出了一个利用非最大纠缠GHZ态实现概率隐形传态的方案。如果发送者进行广义Bell态测量，合作者进行广义$X$基测量，接收者引入辅助粒子，进行集体么正变换并对辅助粒子进行测量，量子隐形传态将以一定的概率成功.并给出了这种隐形传态的成功概率。我们还得到了最大的成功概率的隐形传态。
2009-04-13 quant-ph
A review and reformulation of macroscopic realism: resolving its deficiencies using the framework of generalized probabilistic theories
本文批判性回顾了宏观实在论及其测试存在的问题，提出在广义概率理论框架内重构宏观实在论，即当且仅当理论用严格经典的广义概率理论描述宏观系统时才为宏观实在论，从而为研究宏观实在论提供了新工具与新测试。
2023-12-30 quant-ph
Generalized Probabilistic Approximate Optimization Algorithm
University of California, Santa Barbara（加州大学圣巴巴拉分校）；New York University（纽约大学）
该研究提出广义概率近似优化算法，通过优化温度剖面提升模拟退火在复杂问题上的性能。
2025-12-08 cond-mat.dis-nn cs.LG quant-ph
Generalized Probabilistic Theories in a New Light
本文提出了一种广义概率理论的修正形式，它在任何有限结果空间中总是会引起量子力学的Hilbert空间的结构，并给出了如何将这项工作推广到无限维Hilbert空间的指导方针。此外，这个新的公式，这将被称为扩展的操作概率理论，不仅适用于量子系统，但也同样适用于经典系统，而不违反贝尔定理，并在同一时间解决了测量问题。一个新的答案，为什么我们的宇宙是量子力学，而不是经典的问题将提出。此外，这种扩展的概率论表明，正是不确定性，或者更准确地说，是对宇宙的不确定性描述，使物理定律成为现在的样子。此外，这篇论文表明，仍然有可能存在一个确定性的水平，我们的宇宙出现，如果正确理解，可能会打开大门，在量子计算等领域的应用。此外，本文还解释了量子力学中需要复希尔伯特空间的深层原因。
2022-08-17 physics.gen-ph quant-ph
Generalized energy measurements and quantum work compatible with fluctuation theorems
当功由两个投影能量测量确定时，初始处于热平衡的量子系统所能做的功的概率密度受Jarzynski和Crooks涨落关系的约束.我们调查的问题是否这些波动关系可能仍然成立，如果采用广义能量测量，而不是投影的。限制自己一类的普遍测量是独立的几个细节的系统上的工作是这样做的，我们发现集的必要和充分条件的Jarzynski平等和克鲁克斯关系。Jarzynski等式要求初始测量具有完美的精度，而最终测量可能是错误的。另一方面，Crooks关系只能容忍一个去极化通道作为一个偏离系统的投影测量与有限维希尔伯特空间。对于一个可分的无限维空间，只有射影测度与克鲁克斯关系相容。我们已经获得的结果显著扩展了[Venkatesh，Watanabe和Talkner，New J.Phys.16，015032（2014）]的结果，并且避免了其中存在的一些错误。
2019-03-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Generalized energy measurements and modified transient quantum fluctuation theorems
确定由外部代理提供给系统的功，是瞬态波动关系的任何实验实现的关键步骤。然而，这给量子系统带来了一个问题，在量子系统中，标准程序需要在协议的开始和结束时对能量进行投影测量。不幸的是，投影测量，这是从理论的角度来看，更可取的，似乎是难以实现的实验。我们证明，当使用一个特定类型的广义能量测量，所产生的工作统计只是与投影测量。这两种功统计之间的关系必然存在修正的瞬态波动关系。修正量完全取决于广义能量测量中产生的误差。它们是普遍的，因为它们不依赖于武力议定书。特别是简单的表达式的修改克鲁克斯关系和Jarzynski平等发现高斯能量测量。这些可以通过一系列足够多的广义测量来获得，这些广义测量不需要是高斯的。根据中心极限定理，这导致在单个测量中有效地减少误差，并且甚至在无限重复的极限中产生投影测量。
2014-05-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
From probabilistic graphical models to generalized tensor networks for supervised learning
Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心（MCQST））
张量网络在物理学和计算机科学的各种应用中得到了广泛的应用，最近导致了机器学习中的理论见解和实用算法。在这项工作中，我们探索张量网络和概率图形模型之间的联系，并表明它激发了广义张量网络的定义，其中张量的信息可以在网络的其他部分复制和重用。我们讨论了量子物理中使用的广义张量网络架构（如弦键态）与机器学习中常用的架构之间的关系。我们提供了一个算法，训练这些网络在监督学习的背景下，并表明他们克服了常规张量网络在更高的维度的局限性，同时保持计算效率。还介绍了一种将神经网络和张量网络结合起来作为通用深度学习架构的一部分的方法。我们基准测试我们的算法的几个广义张量网络架构的分类图像和声音的任务，并表明它们优于以前介绍的张量网络算法。我们考虑的模型也可以在量子计算机上自然实现，并可能指导近期量子机器学习架构的开发。
2019-12-03 cond-mat.str-el cs.LG quant-ph
