Incompatibility of unbiased qubit observables and Pauli channels
如果量子可观测量和通道形成相同测量设备的部分，则它们被认为是兼容的，否则它们不兼容。可观测量和通道之间的兼容性约束可以通过强调量子测量内的噪声和干扰之间的必要权衡的关系来量化。在本文中，我们将讨论这些相容关系的一般性质，然后充分刻画无偏量子比特可观测和泡利通道的相容条件。表征的影响表现在一些具体的例子。
2017-10-02 quant-ph
Quantum contextuality and joint measurement of three observables of a qubit
互补性通过两个不相容的观测量来表现，而量子上下文性只能通过至少三个观测量之间的联合测量来揭示。通过将unsharp测量和联合测量到一个现实的模型中，我们重新建立了一个不平等由于梁，Spekkens，和怀斯曼严格的非上下文的假设为基础。因此，它的破坏明确地指出了二能级系统的量子背景。最大违反是由三个三重联合可测的观测量，两两联合测量的不兼容的方式。给出了一个量子比特的三个无偏观测量的三重联合可测性的充要条件。
2013-12-23 quant-ph
Experimental test of an entropic measurement uncertainty relation for arbitrary qubit observables
用中子自旋1/2量子比特实验验证了一个紧密的信息理论测量不确定度关系。通过条件香农熵定义了与观测量测量相关的噪声，并证明了两个任意自旋观测量的噪声之间的权衡关系。这种权衡的最佳界限是实验获得的各种非对易自旋可观测量。对于这些可观测量中的一些，这个下限可以通过投影测量来达到，但是我们观察到，在其他情况下，折衷仅通过一般量子测量来饱和（即，正算子值测量），如理论上预测的。
2019-02-05 quant-ph
Mutually unbiased binary observable sets on N qubits
泡利算子（泡利矩阵的张量积）提供了N个量子比特的希尔伯特空间上的算子的完整基础。我们证明了4^N-1个泡利算子的集合可以划分为2^N+1个不同的子集，每个子集由2^N-1个内部可交换的可观测量组成。此外，每个这样的划分定义了N量子比特希尔伯特空间中2^N+1个相互无偏基集的唯一选择。2和3量子比特系统的例子进行了讨论，重点是在这些基组内发生的纠缠的性质和数量。
2002-04-30 quant-ph
Symmetric quantum joint measurements on multiple qubits
本文研究对称量子联合测量在多量子比特上的推广，提出利用 Bloch 球正四面体顶点态构造三量子比特测量基的方法，并将其推广至 $n$ 量子比特版本以保持对称性。
2025-03-12 quant-ph
Two Local Observables are Sufficient to Characterize Maximally Entangled States of N Qubits
最大纠缠态（MES）是量子信息处理中的宝贵资源。在$N$ -量子比特系统中，MES是$N$-GHZ态，即$\ket{GHZ_N}=\frac{1}{\sqrt{2}}(\ket{00...0}+\ket{11...1})$及其局部酉（LU）等价的集合.虽然众所周知，这种状态是唯一稳定的$N$交换可观的，在这封信中，我们认为所需的最小数量的非交换可观的特征$N$ -量子位MES作为唯一的共同本征态。在这里，我们证明了在这种一般情况下，任何$N$ -GHZ状态可以唯一稳定的只有两个可观的。因此，对于MES认证的任务，仅需要两个相关的测量，其中每一方沿着两个方向中的一个观察他/她的系统的自旋。
2010-11-03 quant-ph
Joint measurements on qubits and cloning of observables
与标准的态克隆不同，观测量克隆的目的是复制编码在一类观测量统计中的信息，而不是复制量子态本身。在这样一个过程中，重点是恢复原始信息所必需的量子操作（进化加测量）。我们分析，量子比特系统，克隆类产生的两个noncommuting可观的，阐明这样的过程和联合测量之间的关系。这有助于建立一个克隆观测值的最优性标准。我们看到，即使克隆机被设计为作用于由两个不可交换的可观测量产生的整个类，也可以达到联合测量的相同的最优性能。最后，与国家依赖克隆的联系是有启发性的。
2007-01-14 quant-ph
Optimal observables to determine entanglement of a two qubit state
纠缠的实验测定不仅对表征状态并将其用于量子信息很重要，而且对理解诸如相变等复杂现象也很重要。在本文中，我们表明，在许多情况下，它是可能的，以确定纠缠的两个量子比特状态，表示与少数观察，其中大部分是本地的。特别是，秩1和秩2状态只需要测量局部观测值，而秩3状态除了局部观测值之外只需要测量一个相关观测值。仅秩4状态被示出为需要更详细的断层扫描。分析还揭示了其他措施，不可分离性，因为它是一个下界的并发。
2016-01-19 quant-ph
An observable measure of entanglement for pure states of multi-qubit systems
最近，Meyer和Wallach [D.A. Meyer和N.R. Wallach（2002），J. of Math.Phys.，43，pp. 4273]提出了一种多量子比特纠缠的度量，它是纯态的函数。我们发现，这个函数可以被解释为一个物理量有关的组成量子比特的平均纯度，并显示它如何可以被观察到的一种有效的方式，而不需要完整的量子态断层扫描。描述了一种测量三维光晶格中原子量子比特链纠缠度的可能实现方法。
2003-11-05 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
Multi-observable Uncertainty Equality based on the sum of standard deviations in the qubit system
在量子比特系统中，我们构造了一个多观测不确定等式以及一个基于标准差和的不等式。所得等式表明，该不确定度关系可以更准确地表示，也可用于检测系统的混合性。同时，新的不确定性不等式可以提供一个更紧的下界，即使在开放系统中，也可以保持较高的紧度。此外，新的测不准关系还可以完全弥补不确定关系的不足，即即使对于两个不相容的观测量，乘积形式的测不准关系的下界也可能为零。
2020-06-05 quant-ph
Entanglement of flux qubits through a joint detection of photons
研究了两个磁通量子比特与电磁场模相互作用时的纠缠产生。量子位之间不存在直接的相互作用。利用纠缠交换方法，通过对光子进行干涉测量来实现纠缠。讨论了非共振和多光子初态对量子比特-量子比特纠缠的影响。该方案能够将两个量子比特的初始可分离态驱动到适合于量子信息处理的高度纠缠态。
2009-03-11 quant-ph
Operator entanglement of two-qubit joint unitary operations revisited: Schmidt number approach
重新讨论了两量子比特联合么正操作的算符纠缠。Schmidt数是两量子比特么正操作的一个重要属性，可能与么正算符的纠缠度有关。我们发现两量子比特幺正算符的纠缠度可以通过幺正算符的施密特数进行分类。阐明了算符纠缠度与幺正算符参数之间的精确关系。
2012-04-04 quant-ph
Performing joint measurements and transformations on several qubits by operating on a single control qubit
原则上，可以通过对经由适当的固定相互作用与寄存器相互作用的单个量子位进行操作来完全控制n量子位量子寄存器。我们考虑一个假设的系统，由n个自旋为1/2的核组成，它们通过磁相互作用与电子自旋相互作用。我们描述的算法，测量非平凡的联合观测的寄存器上的控制自旋只采取行动。对于大的n，这不是通用量子计算的有效模型，但如果允许控制粒子的n个可能位置，则可以将其修改为有效模型。这个测量的玩具模型说明了寄存器和探测粒子之间的特定相互作用以何种方式支持特定类型的联合测量，在这个意义上，一些联合观测值可以通过对探测粒子的简单操作序列来测量。
2002-07-23 quant-ph
Testing tripartite Mermin inequalities by spectral joint-measurements of qubits
在量子力学中，支持局域实在论的贝尔不等式是可以被违背的。这种违反行为的许多测试已经在双方纠缠中得到证明。本文提出了一种利用三个量子比特的光谱联合测量来检验三个量子比特与驱动腔色散耦合的Mermin不等式的方案。首先，我们展示了如何通过一步量子操作产生三量子比特的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。然后，光谱联合测量被引入到直接确认这样的三方纠缠。在一系列单量子比特操作的辅助下，这些测量被进一步用来检验Mermin不等式。数值实验结果有力地证明了该方法的可行性。
2011-03-26 quant-ph
Universal observable detecting all two-qubit entanglement and determinant based separability tests
我们构造了一个单一的可观测测量，其平均值的四个副本的{ \it未知}两个量子比特状态是足够的明确的决定是否状态是可分离的或纠缠。换句话说，存在一个普适的集体纠缠见证来检测所有的两量子比特纠缠。该测试直接与在一定程度上定量表征纠缠的函数相关联。这个函数在所谓的局域纯操作和经典通信（pLOCC）下是纠缠单调的，它们保持了局域维数。此外，它提供了严格的上界和下界的消极和并发。设计了估计未知两量子比特纠缠的基本量子计算装置。
2007-10-29 quant-ph
Proofs of the Kochen-Specker theorem based on the N-qubit Pauli group
我们提出了一些基于N量子位泡利群的Kochen-Specker（KS）定理的基于可观测性的证明，其中N >= 4，从而增加了之前已经提出的两个和三个量子位群的证明。这些证明具有吸引人的特点，它们可以以图表的形式呈现，通过检查它们是显而易见的。它们也是不可约的，因为它们不能通过忽略其中的量子比特和/或可观测量的某个子集而被简化为更小的证明。给出了一个简单的算法，用于将任何基于可观察性的KS证明转化为大量的基于投影的KS证明;如果基于可观察性的证明有O个可观察性，每个可观察性恰好出现在两个交换集中，并且任何两个交换集中最多有一个可观察性是公共的，则相关的基于投影的奇偶证明的数量是2^O。我们引入符号的观测量和投影仪为基础的KS证明，捕捉他们的重要功能，也传达了一种感觉，这两种类型的证明在N-量子位泡利群的巨大变化。我们讨论了一个无限族的基于可观测性的证明，其成员适用于从2开始的所有数量的量子位，并展示了如何使用它来生成基于投影的KS证明，该证明仅涉及N >= 2的形式为2^N的任何维度中的9个基（或实验背景）。我们的结果的一些影响进行了讨论。
2013-06-29 quant-ph
Weak measurements with a qubit meter
我们推导出通过将系统耦合到量子比特计系统来测量量子系统观测量的所谓弱值的方案。我们强调，特别是，虚部的弱值的意义，并显示如何可以直接测量平等的基础上与实部的弱值。给出了单量子比特观测量和量子比特对上的乘积观测量的弱值的紧致表达式。实验研究的结果，建议与冷囚禁离子。
2009-11-13 quant-ph
Quantum memory assisted observable estimation
针对 Pauli 字符串测量中散粒噪声累积的问题，提出 CPS 方法，利用单量子比特量子存储器相干累积信息，使给定方差所需测量次数随 Pauli 字符串数量线性减少。
2025-03-14 quant-ph
Approximate joint measurement of qubit observables through an Arthur-Kelly type model
我们考虑通过Arthur-Kelly型量子比特联合测量模型对两个和三个非锐量子比特观测量进行联合测量。我们研究了探测器的初始状态对测量不清晰度的影响以及系统测量后的状态。重点讨论了模型中POVM到PVM的跃迁以及系统与探测器之间的纠缠，讨论了表征测量不清晰度的两种方法以及由此产生的测量不确定度关系，在两种测量都不清晰的情况下，给出了相应的不清晰度测度. POVM元素和测量相互作用的基本哈密顿量的对称性之间的连接是显式的，并用于在任意方向上执行联合测量。最后，在三个观测量的情况下，我们得到了近似联合测量的一个必要条件，并利用它说明了当观测量非正交时可用的相对自由度。
2013-06-17 quant-ph
Quantum Kinematics in Terms of Observable Quantities, and the Chirality of Entangled Two-Qubit States
我们考虑由可观测量，特别是子系统的布洛赫矢量确定的二分量子态的运动学。在研究一对两能级系统的最简单的情况下，非经典相关性的存在和由布洛赫向量的相关矩阵的奇异值分解产生的两个基的手性之间存在显着的联系。我们研究了这种效应的量子力学的限制，以及它与其他方法量化系统的非经典行为的关系。
2022-07-27 quant-ph
Past observable dynamics of a continuously monitored qubit
在时间上连续监测量子可观测量产生随机测量记录，该随机测量记录噪声地跟踪可观测量。对于经典过程，可以通过最小化有噪声记录与平滑动态估计之间的均方误差来减少这样的噪声以恢复平均信号。我们表明，对于一个监控量子位，这个通常的过程返回不寻常的结果。虽然记录似乎集中在因果生成过程中的可观察值的期望值，但检查收集的过去记录可以发现，它更好地近似于以不同（平滑）可观察估计为中心的移动均值高斯随机过程。我们证明了，这个移动平均收敛到一个广义弱值的实部在时间连续的限制，没有额外的后选择。我们验证，这种平滑的估计最小化的均方误差，即使对于个人的测量实现。我们继续表明，如果第二个可观察的同时弱监控，那么第二个记录是一致的平滑估计的第二个可观察的基础上包含的信息在第一个可观察的记录。此外，我们表明，这样的平滑估计不完全的信息仍然可以优于使用因果量子态的全部知识的估计。
2017-08-15 quant-ph
Measuring 4-local n-qubit observables could probabilistically solve PSPACE
我们考虑一个假设的装置，实现测量任意4-本地量子观测值A的n量子比特。该装置在接收到A的经典描述之后执行"测量算法“。我们表明，一些精确的测量，施加到一个基本状态将提供一个概率的PSPACE问题的解决方案。如果测量精度为A的谱隙数量级，则误差概率随运行次数呈指数下降。此外，可以在T个时间步长中在量子计算机上解决的每个决策问题都可以被编码为4-局部可观测，使得解决方案只需要精度为O（1/T）的测量。在BQP<>PSPACE的条件下，我们的结果表明不存在精确测量一般4-局部可观测量的有效算法。我们推测，类的物理存在的相互作用是足够大的允许的结论，精确的能量测量一般的多粒子系统需要控制算法具有很高的复杂性。
2003-08-01 quant-ph
Joint Probabilities Reproducing Three EPR Experiments On Two Qubits
当只使用3对分析器设置时，为EPR-Bohm-Aharonov实验构造了一个最一般的非负四重概率的8参数族。它是对任意量子态有效的3个玻尔不相容实验组态的同时表示。
2006-07-31 quant-ph
Locally observable conditions for the successful implementation of entangling multi-qubit quantum gates
从量子门对仅两组互补输入态的操作获得的信息足以估计门的量子过程保真度。在纠缠门的情况下，这些条件可以用来预测多量子比特纠缠能力从两个非纠缠本地操作的并行性。然后，可以预测门的高度非经典特征，例如从两个完全经典的输入输出关系的相似性中违反局部实在论，而不会产生任何实际的纠缠。
2005-09-01 quant-ph
Comprehensive proof of the Greenberger-Horne-Zeilinger Theorem for the four-qubit system
格林伯格-霍恩-蔡林格（Greenberger-Horne-Zeilinger，简称GHZ）定理认为，存在一组相互交换的非定域观测量，它们具有共同的本征态，在这些本征态上，这些观测量假定的值反驳了爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）的定域实在论所要求的赋值。众所周知，对于一个三量子比特系统，只有一种形式的GHZ-Mermin-like论点与局部幺正变换等价，这正是Mermin版本的GHZ定理。然而，在本文中，对于最初由GHZ研究的四量子比特系统，我们表明有九种不同形式的GHZ-Mermin-like参数。利用几何不变量刻画了四量子比特系统上相互交换的非定域自旋观测量集合，得到了该证明。证明了在四量子比特系统中，一组相互交换的非定域自旋观测量中至多有9个元素（除符号不同外），并且每个GHZ Mermin类变元涉及一组至少5个相互交换的四量子比特非定域自旋观测量，GHZ定理中的GHZ态是它们的公共本征态.因此，我们提出了一个完整的四量子比特系统的GHZ定理的建设。
2005-09-22 quant-ph
Notes on Joint Measurability of Quantum Observables
对于锐量子可观测量，下列事实成立：（1）如果我们有一个锐可观测量的集合，并且每对锐可观测量都是联合可测的，那么它们在一起都是联合可测的;（2）如果两个锐可观测量是联合可测的，那么它们的联合可观测量是唯一的，并且它给出了对应于这些可观测量的效应的最大下界;（iii）如果我们有两个清晰的可观测量，并且它们的每两个可能的结果划分是联合可测的，则可观测量本身是联合可测的。我们表明，在一般情况下，这些属性不成立。还讨论了一些可能的候选人，将伴随联合可测性和推广这些显然有用的性质。
2008-12-08 quant-ph
Robust self-test of the maximally entangled state of two-qubits without assuming unitary observables
University of Warsaw（华沙大学）；Universidade Estadual Paulista（圣保罗州立大学）
研究不假设酉可观测量的两量子比特最大纠缠态的稳健自测试问题，通过规避测量装置的扩张，对物理非投影算子进行正则化并得出解析稳健性界限。
2026-09-01 quant-ph
Quantum state tomography with time-continuous measurements: reconstruction with resource limitations
我们提出并分析了量子态估计（层析成像），使用连续的量子测量与资源限制，允许许多量子比特的全局状态仅从测量几个构造。我们给出了一个证明的原则调查表明成功的层析重建的任意初始量子态的三种不同的情况：单量子比特，远程量子比特，和两个相互作用的量子比特。层析重建只利用一个连续的弱探针的一个单一的量子比特可观察的，一个固定的耦合哈密顿量，连同单量子比特控制。在单量子比特的情况下，一个可观测的连续测量和拉比振荡的组合足以找到所有三个未知的量子比特状态分量。对于两个相互作用的量子位，其中仅测量第一量子位的一个可观测量，可以实现控制哈密顿算子以经由量子位-量子位相互作用和局部应用于每个量子位的拉比振荡控制将所有量子信息转移到测量的可观测量。通过分析弱测量极限下的酉动力学和Fisher信息矩阵的估计，讨论了不同的控制集，并对层析结果进行了数值模拟。结果，我们得到了重建的状态的结晶度超过0.98与几千个测量运行。
2018-05-30 quant-ph
Joint measurability structures realizable with qubit measurements: incompatibility via marginal surgery
量子理论中的测量表现出不相容性，即，它们可能无法共同衡量。一个直观的方式来表示一组测量之间的（不）兼容性关系是通过一个超图表示他们的联合可测性结构：它的顶点表示测量和它的超边表示（所有和唯一）兼容测量的子集。量子理论中的投影测量实现了（全部且唯一）作为图的联合可测性结构。另一方面，正算子值测度（POVM）表示的一般测度可以实现任意的联合可测性结构。在这里，我们探讨的范围内的联合可测性结构实现量子位POVM。我们开发了一种技术，我们长期的边缘手术，以获得非平凡的关节可测量性结构从一组兼容的测量。我们展示了一组特殊的量子位POVM上的边缘手术的明确例子，以构建联合可测性结构，如$N$ -循环和$N$ -Specker场景的任何整数$N\geq 3$。我们还显示了各种联合可测性结构的可实现性与$N\in\{4,5,6\}$顶点。特别是，我们证明了所有可能的联合可测结构与$N=4$顶点是可实现的。我们推测所有的联合可测性结构都可以用量子比特POVM实现。这与R中所要求的无界维数形成对比。Kunjwal等人，Phys. Rev. A 89，052126（2014）。我们的研究结果也使以前的建设最有效的所需的希尔伯特空间维度。我们还得到了一个充分条件的联合可测的任何一组二进制量子比特POVM的权力，我们的许多结果，应该是独立的利益。
2020-08-06 quant-ph
NRQNN: The Role of Observable Selection in Noise-Resilient Quantum Neural Networks
本文研究噪声环境下量子神经网络训练难题，提出通过精心选择测量可观测量（如自定义厄米算子）增强抗噪性，避免贫瘠高原，提升至10量子比特的可训练性。
2025-02-25 quant-ph
Multi-Qubit Joint Measurements in Circuit QED: Stochastic Master Equation Analysis
推导了电路量子电动力学中多量子比特对角可观测量的随机主方程。在量子比特衰减可以忽略的情况下，我们的方法取代了以前工作的极化子样变换，这需要对三个量子比特和两个谐振器模式的物理有趣的情况进行冗长的计算。这里介绍的技术使这种计算简单明了，而且显然是正确的。使用这种技术，我们能够证明，寄存器大于一个量子比特下的非马尔可夫主方程的演变。我们进行了数值模拟的三量子比特，从以前的工作中的两个模式的情况下，获得平均测量后状态保真度的$\sim 94\%$，测量引起的退相干和退相的限制。
2017-07-24 quant-ph
Deterministic Joint Remote Preparation of a Four-qubit Cluster-type State via GHZ states
提出了一种仅利用两个GHZ态作为量子信道，确定性地联合远程制备四量子比特团簇态的方案。在该方案中，第一个发送者根据期望态的实系数执行两个量子比特的投影测量。然后，另一发送方利用测量结果和复系数来执行另一投影测量。为了获得所需的状态，接收器对他/她自己的两个量子比特应用适当的酉操作，并对两个辅助量子比特应用两个CNOT操作。最有趣的是，我们的方案可以实现单位成功概率，即，P =1。此外，比较表明，效率高于大多数其他类似的计划。
2016-02-05 quant-ph
Entanglement with a mode observable via a tunable interaction with a qubit
FZU - Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学与物理学院）；Department of Optics, Palacký University（帕尔卡光学系）
研究通过仅测量量子比特来检测“自旋-玻色”纠缠的方案，利用可调谐耦合克服固定相互作用中的对称性限制，并以超导transmon量子比特与微波腔相互作用为例，提出实验可行的哈密顿参数并验证有限温度下信号仍显著。
2026-06-02 quant-ph
Wigner Distributions and the Joint Measurement of Incompatible Observables
联合非理想测量不兼容的观测量的理论，以评估量子断层扫描和某些测量广义观测量的相对优点，相对于所获得的信息的完整性。研究了由联合测量得到的联合概率分布计算维格纳分布的方法。
1996-06-07 quant-ph
Probing quantumness with joint continuous measurements of non-commuting qubit observables
我们分析了一个量子比特的两个非对易观测量的连续测量，并研究了同时观测到的噪声信号是否与等效经典系统的演化一致。按照莱格特和加格概述的方法，我们表明，读数违反宏观现实不等式任意短的时间相关性。此外，即使在没有哈密顿演化的情况下，导出的不等式也明显被违反，这与使用单个连续测量的Leggett-Garg不等式不同。这种违反应该表明宏观实在论至少一个假设的失败：要么物理量并不总是具有明确定义的值，要么测量过程本身扰乱了被测量的内容。对于相等强度的测量，我们能够构建一个经典的自旋随机模型，完美地模拟量子比特的演化和观察到的噪声信号，从而模拟违规;有趣的是，这个模型还需要一个非物理噪声来模拟读数，这有效地限制了观察者学习有关自旋信息的能力。
2016-06-25 quant-ph
Quality of joint remote preparation of an arbitrary two-qubit state under the effect of noise
研究了当量子信道中的4个量子比特（由GHZ态和类GHZ态组成）受到噪声干扰时，如何提高联合远程制备任意2个量子比特的质量.增加两个控制参数，一个在量子信道中，另一个在第二发送器的测量中，以便优化平均的量子度。通过对最优平均优先级的行为分析表明，协议效率的优化有两种不同的途径。第一个是简单地选择合适的量子信道以及测量，其中可以在大的噪声参数值中找到所需的保真度。第二种是通过量子比特和耗散环境之间的相互作用，其结果是更多的噪声，更逼真。
2017-03-18 quant-ph
Joint remote preparation of an arbitrary four-qubit |\c{hi}>-type entangled state
提出了两种方案，分别利用三个三量子比特和（N +1）量子比特GHZ态作为量子信道，联合远程制备任意四量子比特j \c{hi} i型纠缠态.在这些方案中，两个节点（或N个节点）共享它们希望帮助接收方远程准备的原始状态。为了完成JRSP方案，引入了几组新的相互正交的基向量。研究表明，只有两个量子比特（或N个量子比特）相互协作，并在合适的测量基下分别对各自的量子比特进行投影测量，接收方才能通过适当的幺正运算和C-NOT门重构出原态.与已有的四量子比特JRSP方案相比，|\c{hi}>型纠缠态的情况下，JRSP的总成功概率可以达到1，并且可以减少纠缠资源
2016-05-18 quant-ph
Single-qubit measurement of Heisenberg uncertainty lower bounds for three incompatible observables
作为量子理论中的质心概念之一，海森堡测不准关系所施加的基本约束在一般量子力学观测量的联合测量中一直是一个备受关注和具有挑战性的课题。特别是近年来对原有不确定关系的扩展，在量子力学和量子信息处理中抓住了一个鲜明的研究热点，成为一个新的上升目标。在目前的工作中，我们探讨了联合测量的三个不兼容的可观的，以下的基本思想的一个新提出的误差权衡关系。与两个不相容观测量的测量相比，三个不相容观测量的联合测量更加复杂，并且在理解量子力学测量方面具有更重要的意义。基于Heisenberg在1927年提出的原始思想，我们发展了相容观测量的误差折衷关系，以分类逼近三个不相容观测量。实现这些关系，我们证明了三个不兼容的观测值使用一个单一的超冷$^{40}Ca^{+}$离子在谐波电位的联合测量的第一个实验证人。我们期望我们的研究对量子精密测量和其他相关的量子信息技术具有重要意义。
2019-09-20 quant-ph
Tunable joint measurements in the dispersive regime of cavity QED
多个量子比特的联合测量已经被证明为量子信息处理开辟了新的可能性。在这里，我们提出了一种基于零差检测的方法来实现腔/电路QED的色散制度，这样的测量。通过改变测量的细节，可以将读出从仅提取单量子比特调整为仅提取多量子比特属性。我们得到了一个简化的随机主方程描述这种测量及其对量子比特的影响。作为一个例子，我们目前的结果显示奇偶校验测量的两个量子位。在这种情况下，测量一个初始非纠缠态可以以接近单位的概率产生一个显着的并发状态。
2010-04-05 quant-ph
Generation of discord through a remote joint continuous variable measurement
在量子力学中，连续测量一个可观测量会使系统转向该可观测量的一个本征态。当观察对象是两个远程分离的量子比特的联合属性时，这个属性具有有趣和有用的后果。特别地，如果以对单量子比特信息盲的方式执行双量子比特联合可观测的测量，则量子反作用生成不和谐类型的相关性，即使测量是弱的且低效的。我们证明了在电路QED设置中产生这些量子关联的能力，通过使用约瑟夫森参量转换器（JPC）的两个非简并模式对两个远程的、非相互作用的超导transmon量子比特进行弱联合读出。在大增益的限制下，利用适当定制的腔驱动脉冲，从输出中擦除单量子比特信息。我们的测量结果的不和谐与理论预测的定量一致，并证明了实用的JPC作为一个量子位信息擦除器。
2018-05-15 quant-ph
Sequential measurements on qubits by multiple observers: Joint best guess strategy
我们研究了后续观测者对同一量子比特进行的顺序状态鉴别测量。具体来说，我们专注于观察者执行一种最小误差类型的状态判别测量的情况下，观察者的目标是最大限度地提高他们的联合成功猜测的状态，量子比特最初准备的概率。我们称之为联合最佳猜测策略。在这个方案中，爱丽丝准备了两种可能状态之一的量子比特。量子比特首先被发送给鲍勃，鲍勃测量它，然后再发送给查理，然后发送给总共N个连续的接收者，他们都对它进行测量。所有观察者的目标是确定爱丽丝发送的是哪个状态。在联合最佳猜测策略中，每次接收到系统时，观测器都需要在测量的帮助下对其状态进行猜测。这一要求的代价是必须允许错误，猜测可以是正确的，也可以是错误的。有一个非零的概率，所有的接收器，以成功地识别最初准备的状态，我们最大限度地提高这一联合成功的概率。这项工作是一个非破坏性的顺序量子测量的理论发展的一步，并可能是有用的多方量子通信方案的基础上与单量子比特通信，特别是在计划采用连续变量状态。它也代表了一种情况下，随后的观察者可以概率和最佳地绕过崩溃假设和无广播定理。
2020-05-24 quant-ph
Joint quantum nondemolition measurements of qubits: beyond the mean-field theory
我们提出了一种通过测量分散耦合腔的传输来非破坏性检测$N$量子比特的方法。通过考虑所有的腔量子比特量子相关性（即，除了通常的粗粒度/平均场近似），揭示了对于未知的归一化$N$ -量子比特状态$|ψ_N>=\sum_{k=0}^{2^N-1}β_k|k>_N$，腔透射光谱中的每个检测到的峰标记基态$|k>_N$之一，并且这样的峰的相对高度与对应的叠加概率$|β_k|^2$有关。我们的结果能够明确地解释在最近的电路量子电动力学实验中观察到的光谱的有趣的多峰结构[Phys. Rev. A { \bf 81}，062325（2010）]与两个超导量子比特。
2010-11-15 quant-ph
An approximate description of quantum states
我们介绍了一个近似描述的$N$ -量子比特状态，其中包含足够的信息来估计任何观测的精度独立于$N$的期望值。事实上，我们表明，在估计的可观测值的期望值的误差减少的系统的相同的准备工作的数量的平方根的倒数和增加，最多，线性地在一个适当定义的，$N$独立的，可观测值的平方根。构建$N$ -量子比特状态的近似描述只需要重复单量子比特旋转，然后进行单量子比特测量，并且可以考虑在今天的噪声中间尺度量子（NISQ）计算机上实现。对于一个给定的状态，所有的观测值的期望值的访问导致一个有效的变分方法的最小特征值的测定的一个观察。该方法代表了$N$ -量子位状态近似描述的实际意义的一个例子。最后，我们简要讨论扩展生成模型和费米算子。
2019-11-13 quant-ph
Multi-time correlators in continuous measurement of qubit observables
我们考虑线性探测器输出信号的多时间关联函数，同时连续测量多个量子比特观测量。使用量子贝叶斯形式主义，我们表明，在没有相位反作用的单位（对称）演化，$N$ -时间相关器可以表示为两个时间关联函数的产品时，$N$是甚至。对于奇数$N$，存在类似的因子分解，其也包括单次平均。理论预测与两个探测器的实验结果吻合得很好，这两个探测器同时测量非对易量子比特可观测量。
2018-02-13 cond-mat.supr-con quant-ph
Experimental characterisation of unsharp qubit observables and sequential measurement incompatibility via quantum random access codes
非锐化测量对于量子理论和量子信息应用中的基础洞察越来越重要。在这里，我们报告了一个实验实现的unsharp量子比特测量的顺序通信协议，基于量子随机访问码。该协议涉及三方;第一方准备量子比特系统，第二方执行返回经典和量子结果的操作，后者由第三方测量。我们证明了一个接近最优的顺序量子随机访问码，它的性能优于最好的经典协议和任何量子协议，它只利用投影测量。此外，虽然只假设所涉及的设备上运行的量子比特和检测到的事件构成一个公平的样本，我们证明了噪声鲁棒性的特征的unsharp测量的基础上的顺序量子随机存取码。我们应用这种特性对量化的程度不兼容的两个连续对量子测量。
2020-07-27 quant-ph
Contradictory entropic joint uncertainty relations for complementary observables in two-level systems
我们表明，不同的熵的波动措施导致矛盾的不确定性关系的两个互补的观测。我们应用Tsallis和Rényi熵的联合分布出现从一个嘈杂的同时测量的两个可观的，以及其各自的统计数据的产品，无论是内在的或操作的起源。
2013-06-21 quant-ph
Extracting unambiguous information from a single qubit by sequential observers
在最近的一份文件[物理。111，100501（2013）]，提出了一种方案，其中后续观察者可以以有限的联合成功概率提取关于量子比特的初始状态的明确信息。在这里，我们将问题推广到任意准备概率（任意先验）。我们讨论了两种不同的方案：一个只有联合成功的概率最大化，另一个，此外，联合失败的概率也最小化。我们还推导出这些方案的互信息，并表明，有一些参数区域的计划，而不最小化联合失败的概率，即使联合成功的概率是最大的，实际上没有信息发送的爱丽丝。
2019-11-08 quant-ph
Uncertainty and certainty relations for complementary qubit observables in terms of Tsallis' entropies
两个以上的观测量的不确定性关系已经在量子信息中得到了应用，尽管通常已知的关系只适用于一对观测量。利用Tsallis $α$ -熵，我们给出了三个Pauli观测量的新的状态无关形式的不确定性和确定性关系.对于所有的实$α\in(0;1]$和整数$α\geq2$，得到了三个$α$ -熵之和的下界.这些界限是紧的，因为它们总是由某些纯态达到。相等的充分必要条件是量子比特态是泡利观测量之一的本征态。使用相对于参数$α$，我们推导出近似的下界为非整数$α\in(1;+\infty)$。在纯态的情况下，所开发的方法还允许获得上界的熵和真正的$α\in(0;1]$和整数$α\geq2$。为了应用的目的，熵边界通常与各个熵的平均值一起使用。结合所获得的边界导致一个频带，其中重新缩放的平均$α$ -熵的范围在纯态的情况下。该带的宽度基本上取决于$α$。它可以被解释为定量互补性的灵敏度的证据。
2013-04-16 quant-ph
Correlators in simultaneous measurement of non-commuting qubit observables
我们考虑量子比特观测量$σ_z$和$σ_z\cosφ+ σ_x\sinφ$的同时和连续测量，重点是两个输出信号的时间相关性。使用量子贝叶斯理论，我们推导出的解析表达式，我们发现是在非常好的协议与实验测量的输出信号。我们进一步讨论了如何将这些关联函数应用于参数估计，并使用它们来推断实验数据中由于校准不准确而产生的小的剩余量子比特哈密顿量。
2017-02-26 cond-mat.supr-con quant-ph
Margenau-Hill operator valued measures and joint measurability
本文基于 Margenau-Hill 对应规则构造模糊准测量算子，给出量子比特、三能级系统及双量子比特自旋可观测量联合可测的不锐度参数界，并发现不相容性随 Hilbert 空间维数增大而增强。
2022-08-08 quant-ph
Mermin and Svetlichny inequalities for non-projective measurement observables
给出了任意三比特态违反Mermin和Svetlichny不等式的充要条件.早些时候，已经进行了几次尝试来找到这样的标准，然而，这些现存的标准对于大多数情况来说既不严格，也不完全通用。我们推广了Mermin和Svetlichny不等式的现有准则，这些准则对局部投影测量观测量以及任意观测量都是有效的。我们得到了Mermin和Svetlichny算子的最大可达界，其中对于任意三个量子比特状态具有无偏测量观测值，对于具有最大混合边缘的三个量子比特状态具有任意观测值。我们发现，对于一定范围内的测量强度，它是可能违反Mermin和Svetlichny不等式，只有有偏见的测量可观。给出了六种可能的Mermin不等式和Svetlichny不等式中任意一种不等式被违反的充要条件。
2022-11-14 quant-ph
Initial states of qubit-boson models leading to conserved quantities
有可能准备一个复合量子位环境系统，使其时间演化将保证预选量子位的可观测性。一般来说，这个可观测量与对称性无关。后者甚至可能不存在于子系统中。导致这种数量守恒动力学的初始状态形成量子位环境状态空间的子空间。给出了该子空间的一般构造，并通过两个例子加以说明。第一种是完全可解的Jaynes-Cummings模型，第二种是多光子Rabi模型。
2013-05-09 quant-ph
Symmetric joint measurement as a complement to the elegant joint measurement
University of Emergency Management（应急管理部大学）；Key Laboratory of Brain-Computer Interface Technology Application of the Ministry of Emergency Management（应急管理部脑机接口技术应用重点实验室）；Hebei Normal University（河北师范大学）
本文提出了一种双量子比特对称联合测量，其纠缠度范围为0至1/2，与先前研究互补并包含PBM和EJM，同时探讨了其在多量子比特系统中的应用。
2026-02-04 quant-ph
