Leftover Hashing Against Quantum Side Information
剩余哈希引理指出，应用于具有足够高熵的输入的双通用哈希函数的输出几乎是一致随机的。在其标准表述中，引理指的是随机性的概念，它（通常是隐式地）相对于经典边信息定义。在这里，我们证明了一个（严格）更一般的版本的剩余哈希引理是有效的，即使边信息表示的量子系统的状态。此外，我们的结果适用于任意delta几乎两个泛散列函数族。广义剩余散列引理在密码学中有应用，例如，用于在不限于经典信息处理的对手存在的情况下的密钥协商。
2010-02-12 quant-ph
The Road From Classical to Quantum Codes: A Hashing Bound Approaching Design Procedure
强大的量子纠错码（QECC）需要稳定和保护脆弱的量子比特免受量子退相干的不良影响。类似于经典码，可以通过利用级联码结构来设计接近QECC的散列界，这调用迭代解码。因此，在本文中，我们提供了一个广泛的一步一步的教程设计外部信息传输（EXIT）图辅助级联量子码的基础上的量子到经典同构。这些设计经验教训，然后举例说明在我们提出的量子不规则卷积码（QIRCC）的上下文中，它构成了级联量子码的外部组件。建议的QIRCC可以动态地适应匹配任何给定的内部代码使用EXIT图表，从而实现接近哈希边界的性能。它表明，我们的QIRCC为基础的优化设计是能够在0.4 dB的噪声限制。
2015-03-09 cs.IT math.IT quant-ph
Hashing protocol for distilling multipartite CSS states
我们提出了一个散列协议，通过本地Clifford操作，泡利测量和经典的通信来提取多部CSS状态。它表明，该散列协议优于以前的版本，充分利用信息论，不仅适用于本地Clifford操作的hocTs。使用信息理论的概念，一个强典型集，我们计算的协议作为一个线性规划问题的解决方案的渐近收益率。
2006-02-01 quant-ph
Hybrid classical-quantum text search based on hashing
针对文本子串搜索问题，提出一种结合均匀哈希族函数与Grover搜索的经典-量子混合算法，实现二次查询加速并显著减少量子比特用量。
2023-11-02 quant-ph
Quantum hashing based on symmetric groups
量子哈希的概念由F. Ablayev和A.瓦西里耶夫在2013年。F. Ablayev和M. Ablayev在2014年引入了量子哈希生成器的概念，这是构造量子哈希函数的方便技术工具。M. Ziatdinov在2014年提出了构造量子哈希函数的群方法。上述结果给出了基于阿贝尔群的量子散列函数的构造方法.本文继续对量子哈希算法进行研究。我们的方法允许我们构建量子哈希函数工作在任何（有限）组。我们的方法也允许我们构造量子哈希函数的基础上经典的哈希函数从$NC^1$。
2016-12-21 quant-ph
Quantum hashing is maximally secure against classical leakage
加密哈希函数是实践中广泛使用的基本基元。对于这样的函数$f:\{0, 1\}^n\to\{0, 1\}^m$，对手几乎不可能在不知道秘密消息$x\in\{0, 1\}^n$的情况下产生散列$f(x)$。不幸的是，所有的散列函数都容易受到侧信道攻击，这是一个严重的问题，在实践中的信息安全。这是因为通常$m\ll n$和对手只需要$m$位信息就可以通过验证测试。与此形成鲜明对比的是，我们表明，当使用量子态时，允许的泄漏几乎可以是整个秘密。更确切地说，如果两个不同散列之间的最大保真度在$n$中可以忽略不计，则我们将将$n$位映射到$m$量子位的函数称为量子密码函数。我们表明，对于任何$k=n-ω(\log n)$，所有的量子密码哈希函数保持密码安全时，泄漏$k$位的信息。通过Buhrman等人的量子指纹构造，（{ \em Phys. Rev. Lett.} 87，167902），对于所有$m=ω(\log n)$，存在这样的量子密码散列函数。我们还表明，只需要$ω(\log^2 n)$量子比特来验证量子密码哈希，而不是生成一个所需的整个经典信息。我们的结果还表明，要近似产生少量的量子边信息的经典秘密，它可能需要几乎全部的秘密信息。这个巨大的差距是证明经典证明提取器的量子安全性的一个重要障碍。
2017-02-06 quant-ph
Quantum Hashing via Constrained Rydberg Many-Body Dynamics
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Anhui Province Key Laboratory of Quantum Network, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学安徽省量子网络重点实验室）
研究表明里德堡原子阵列中受限多体动力学产生量子哈希机制，将三元字符串编码到状态空间的确定性轨迹，映射到希尔伯特空间量子态系综，该系综具备量子哈希加密属性。
2026-07-07 quant-ph
Quantum Communications Based on Quantum Hashing
在本文中，我们考虑最近提出的量子哈希技术计算布尔函数的量子通信模型中的应用。非二进制量子哈希函数上的二进制函数的组合是通过多项式表示完成的，我们称之为布尔函数的特征。基于布尔函数的特征多项式表示和量子散列技术，提出了一种在量子单向通信模型中计算布尔函数的方法，其中一方执行计算并发送消息给另一方，另一方必须在计算后输出结果。在没有共享资源的更受限制的同步消息传递模型中，一些结果也是正确的，在该模型中，通信方只能通过裁判进行交互。我们给出了几个布尔函数的例子，其多项式表示具有特定的属性，允许构建量子通信协议，可证明在同步消息传递设置中比经典协议更好。
2016-03-07 cs.CC quant-ph
Leftover hashing from quantum error correction: Unifying the two approaches to the security proof of quantum key distribution
我们证明了Mayers-Shor-Preskill方法和Renner证明量子密钥分发（QKD）安全性的方法本质上是相同的。我们开始我们的分析，考虑一个特殊的情况下QKD称为隐私放大（PA）。PA本身是经典和量子密码学的重要组成部分。用于其安全性证明的标准理论工具称为剩余哈希引理（LHL）。我们提出了一个直接的联系之间的LHL和编码定理的某些量子纠错码。然后，我们应用这个结果来证明这两种方法之间的等价性来证明量子密钥分配的安全性。
2020-05-18 cs.IT math.IT quant-ph
Practical Entanglement Distillation Scheme Using Recurrence Method And Quantum Low Density Parity Check Codes
许多纠缠蒸馏方案使用通用随机散列或繁殖作为其最后一步，以获得几乎完美的共享EPR对。尽管产量高，但随机线性码的解码难度使得随机散列和繁殖的使用在实践中不可行。在这项试点研究中，我们分析了递归方法的性能，这是一种著名的纠缠蒸馏方案，其最终的随机散列或繁殖过程被各种有效可解码的量子码所取代。在所研究的所有替代方案中，使用自适应量子低密度奇偶校验（QLDPC）码的替代方案在很宽的噪声水平范围内对Werner态的产率最高，在很宽的参数范围内，使用该QLDPC码的产率比第一名的产率高25%以上.在这方面，使用QLDPC码在实际的纠缠蒸馏的有效性进行了说明。
2010-07-20 quant-ph
Multi-Layered Security System: Integrating Quantum Key Distribution with Classical Cryptography to Enhance Steganographic Security
本文提出一种将E91量子密钥分发、SHA散列与AES对称加密及图像隐写相结合的多层安全系统，实验证明其能有效抵御量子和经典攻击并提升数据传输安全性。
2024-08-13 cs.CR quant-ph
On One-Shot Signatures, Quantum vs Classical Binding, and Obfuscating Permutations
本文提出了首个基于不可区分性混淆和 LWE 的标准模型下一次性签名构造，解决了其存在性悬而未决的问题，并实现了经典绑定与塌缩绑定的分离及全域陷门单向置换的构造。
2025-07-16 cs.CR quant-ph
Adaptive Entanglement Purification Protocols with Two-way Classical Communication
我们提出了一个家庭的纠缠纯化协议，概括了以前的四种方法，即递归方法，修改的递归方法，以及Maneva-Smolin和Leung-Shor提出的两种方法。我们将表明，这一系列的协议在很宽的初始参数F范围内提高了产量，因此意味着新的下限的量子容量的量子去极化信道的双向经典通信的辅助。特别地，这些协议的收益率高于通用散列的收益率，F小于0.993并且当F变为1时。
2007-02-28 quant-ph
Postprocessing for quantum random number generators: entropy evaluation and randomness extraction
量子随机数发生器（QRNG）原则上可以提供一种生成信息理论上可证明的随机数的方法。在实际应用中，由于经典噪声的存在，量子随机性不可避免地与经典随机性混杂在一起。为了提取这种量子随机性，需要量化源的随机性并应用随机性提取器。在这里，我们提出了一个通过最小熵来评估现实生活中QRNG的量子随机性的通用框架，并将其应用于文献中两个不同的现有量子随机数系统。此外，我们提供了一个QRNG数据后处理的指导方针，我们实现了两个信息理论上可证明的随机性提取器：Toeplitz哈希提取器和Trevisan的提取器。
2013-06-22 cs.CR quant-ph
Privacy amplification scheme based on composite coding
保密放大是量子密钥分发后处理中不可缺少的一个步骤，可以用来压缩共享密钥的冗余，提高密钥的安全级别。常用的隐私放大是基于通用哈希函数的随机选择，需要额外的随机源的帮助，而一般情况下并不存在。本文提出了一种基于复合编码的隐私放大方案，它是量子CSS码对经典线性码的推广。与通用散列函数相比，该方案不需要其他随机源，随机性完全由量子比特串提供。此外，在复合编码中，用于提取密钥的信息论界是明显的。
2021-09-15 quant-ph
Quantum error correcting codes based on privacy amplification
Calderbank-Shor-Steane（CSS）量子纠错码是基于相互对偶包含的经典码对而设计的。这种代码的显式结构的大块长度和良好的纠错性能是不容易找到的。在本文中，我们提出了一个CSS码的建设，它结合了一个经典的代码与两个通用的哈希函数。我们表明，使用Renner和Koenig的结果，这样的代码的通信速率接近散列界的张量功率的泡利信道在大块长度的限制。虽然位翻转错误可以像所使用的经典码一样有效地解码，但是有效地解码相位翻转错误的问题仍然是开放的。
2008-08-10 quant-ph
Spatially Coupled MacKay-Neal/Hsu-Anastasopoulos CSS Codes Achieve the Quantum-Erasure Hashing Bound by Seeded BP Decoding
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本文在密度演化层面证明，对于X/Z等速率族，基于有限度因子图的种子BP解码能够达到量子擦除信道的哈希界。
2026-09-15 cs.IT math.IT quant-ph
Universal coding for classical-quantum channel
我们构造了一种适用于平稳无记忆经典量子信道的通用码，作为Csiszár和Körner通用码的量子版本.我们的编码是由不可约表示、通过量子信息谱引入的解码器和包装引理的组合构造的。
2008-07-18 quant-ph
Correcting Quantum Errors with Entanglement
我们展示了编码器和解码器之间共享的纠缠如何简化量子纠错理论。我们描述的纠缠辅助量子码不需要标准量子纠错码所需的对偶约束，从而使我们能够“量化”所有经典线性编码理论。特别是，达到香农容量的高效现代经典码可以被制成达到散列界（与量子容量密切相关）的纠缠辅助量子码。对于没有大量共享纠缠的系统，这些代码也可以用作催化代码，其中少量的初始纠缠使量子通信成为可能。
2006-10-11 quant-ph
Universal classical-quantum superposition coding and universal classical-quantum multiple access channel coding
利用类型方法的广义包装引理，我们得到了通用的经典量子叠加码和通用的经典量子多址信道码。利用我们的经典-量子通用叠加码，我们建立了一个经典-量子复合广播信道的容量区域与退化的消息集。我们的通用经典量子多址信道码有两种类型的代码。一种是具有联合解码的码，另一种是具有单独解码的码。前者普遍实现容量域的角点，后者普遍实现容量域的一般点。将后者的通用代码与已有的结果通过量子推理过程相结合。18，246（2019），我们建立了经典-量子复合多址信道容量区域的单字母公式。
2021-05-06 cs.IT math.IT quant-ph
Universal quantum computation via quantum controlled classical operations
用于（经典或量子）计算的通用门集合是可以用于近似任何其他操作的门集合。众所周知，经典计算的普适集合被Hadamard门扩充，导致了普适量子计算。受后者的启发，我们提出了以下问题：一个人可以执行通用的量子计算，通过补充一组经典门与量子控制，和一组量子门只对后者进行操作？在这项工作中，我们通过考虑由$2n$目标位以及一组由log $(2n+1)$辅助量子位控制的经典门组成的计算模型，对这个问题提供了肯定的答案。我们表明，这个模型是等效的量子计算机上运行的$n$量子比特。此外，我们表明，即使是一个原始的计算机，是能够实现交换门，可以提升到通用的量子计算，如果有适当的量子控制的对数大小的帮助。因此，我们的结果证明了量子控制系统带来的信息处理能力。
2022-02-09 quant-ph
Space Complexity of Streaming Algorithms on Universal Quantum Computers
通用量子计算机是目前已知的唯一可以实现的通用量子计算机。这些计算机由控制量子存储器的经典存储器组件组成。本文在通用量子计算机上研究了PartialMOD和等式等数据流问题的空间复杂性。这些问题的量子算法被认为优于经典算法。然而，通用量子计算机除了需要量子位之外，还需要经典位来控制量子门。我们的分析表明，量子算法中使用的经典比特的数量等于或甚至大于相应的经典算法中使用的经典比特的数量。这些结果表明，当考虑空间复杂性时，在通用量子计算机上而不是经典计算机上实现某些数据流问题没有优势。
2020-10-31 quant-ph
Classical programmability is enough for quantum circuits universality in approximate sense
它是由M. A。尼尔森和I.L. Chuang 1997指出，不可能建立严格通用的可编程量子门阵列，它可以精确地执行任何幺正运算，建议用概率门阵列来代替。在目前的工作表明，如果使用更多的物理和弱条件的普遍性（建议已经在最早的工作由D.Deutsch 1985年）和谈论模拟任意，但有限的精度，那么它是可能的，建立通用可编程门阵列。但是现在Nielsen和Chuang的同样的不通过定理将有新的有趣的结果-门阵列的控制程序可以被认为是纯经典的。本文对这种“近似意义上”通用的确定性量子门阵列进行了详细的设计。
2001-03-20 quant-ph
A Quantum-Memory-Free Quantum Secure Direct Communication Protocol Based on Privacy Amplification of Coded Sequences
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；Qualcomm Technologies Inc.（高通技术有限公司）
本文提出一种无需传统量子密钥分发协议和一次性垫的量子安全直传协议，通过编码序列的隐私放大理论提升安全性。
2026-05-01 quant-ph
Classical simulation of universal measurement-based quantum computation using multipartite Bell scenarios
Bilkent University（比尔肯特大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本研究提出基于多体Bell场景非信号多胞体的经典模拟算法，可模拟通用测量型量子计算，明确量子加速的必要条件，拓展了可高效模拟的量子态范围。
2026-10-20 quant-ph
Universal Local symmetries and non-superposition in classical mechanics
在经典力学（CM）的希尔伯特空间表述中，由Koopman和von Neumann（KvN）开创，有可能比CM的标准方法中更多的可观测量。在本文中，我们表明，实际上许多这些额外的可观的是不不变的一组普遍的局部对称性，一旦出现的KvN扩展到包括微分形式的演变。由于它们的非不变性，这些额外的可观测量必须被删除。这种移除使得KvN中的态的叠加成为不可能，因此也使得CM中的态的叠加成为不可能。
2010-06-15 quant-ph
$\hbar$-independent Universality of the Quantum-Classical Canonical Transformations
在Weyl相空间表示的背景下，非酉可逆和酉正则变换的理论被制定。在相空间中证明了所有没有明确的$\hbar$依赖性的量子正则变换也是经典力学的，反之亦然。与一些早期的结果相反，它也表明，量子发电机和他们的经典同行是相同的和$\hbar$ -独立的。后者是一个强有力的结果，使经典正则变换理论和$\hbar$ -独立的量子变换理论处于平等地位。
2006-05-29 quant-ph
Universal Single-Server Blind Quantum Computation for Classical Clients
盲量子计算允许没有足够量子技术的客户端将她的量子计算委托给远程量子服务器，同时保持她的输入，输出和算法安全。本文提出了一个通用的单服务器和近似经典客户端的盲量子计算协议。在该协议中，客户端只与一个服务器连接，客户端所需的唯一能力是从可信中心获取粒子并将其转发到服务器。我们对该协议进行了分析，并通过改进可信中心的能力，将其修改为一个通用的单服务器和完全经典客户端的盲量子计算协议。基于我们的协议和最近的工作，提出了一种新的“云+认证机构（CA）”的风格的盲量子计算。
2021-12-06 quant-ph
Universality of Classically Trainable, Quantum-Deployed Boson-Sampling Generative Models
Leiden University（莱顿大学）；École Normale Supérieure, PSL University（巴黎高等师范学院，PSL大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；INRIA（法国国家信息与自动化研究所）；HUN-REN Wigner Research Centre for Physics（匈牙利科学院维格纳物理研究中心）；Eötvös Loránd University（罗兰大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Algorithmiq Ltd（Algorithmiq有限公司）
本文研究经典训练、量子部署的玻色采样生成模型的普遍性，通过扩展模型并保持高效训练和采样难度实现普遍性。
2026-03-11 quant-ph
Signal-based classical emulation of a universal quantum computer
在本文中，我们提出了一种新的方法来模拟一个通用的量子计算机与一个经典的系统，一个使用有限的持续时间和幅度的信号来代表一个任意的量子态。信号可以是任何模态（例如，声学的、电磁的等），但是这里我们将讨论集中在电子信号上。使用诸如四象限乘法器、运算放大器和模拟滤波器之类的模拟电子电路器件来执行酉门操作，但是也可以执行非酉操作。以这种方式，可以完全经典地仿真量子态的希尔伯特空间结构以及门操作的通用集合。然而，所需的带宽随着量子比特的数量呈指数级地缩放，从而限制了该方法的可扩展性，但是固有的并行性、构造的容易性和对退相干的经典鲁棒性仍然可以导致与当前高性能计算机相媲美的能力和效率。
2021-04-24 quant-ph
Stream randomness extraction against quantum side information
Future Research Lab, China Mobile Research Institute（中国移动研究院未来研究实验室）；Department of Physics, Renmin University of China（中国人民大学物理系）；QICI Quantum Information and Computation Initiative, Department of Computer Science, The University of Hong Kong（香港大学计算机科学系量子信息与计算倡议）
本文提出基于几乎双随机哈希的流处理随机提取器，通过预处理生成伪随机掩码，实现实时随机数生成，提升量子加密系统的效率。
2026-06-05 quant-ph
Quantum-enhanced Secure Delegated Classical Computing
我们提出了一个量子增强的协议，实现无条件安全的委托经典计算的客户端和服务器都有有限的经典和量子计算的能力。我们证明了同样的任务不能只使用经典的协议。这将Anders和Browne关于相关性的计算能力的工作扩展到安全设置。具体地说，我们提出了一个客户端访问非通用经典门，如奇偶校验门可以实现无条件安全的委托通用经典计算，利用最小的量子小工具。特别是，与通用盲量子计算协议不同，将任务限制为经典计算消除了对服务器侧的完全通用量子机的需求，并使这些新协议易于在实验室中使用当前可用的量子技术实现。
2014-05-18 quant-ph
Private Classical Communication over Quantum Multiple-Access Channels
我们研究了量子多址信道上的私有经典通信。对于任意数量的发射机，我们推导出的容量区域的正则化表达式。在可降解信道的情况下，我们建立了一个单字母表达式的最佳可实现的和速率，并证明了这个量也对应于最佳可实现的和速率的量子通信可降解量子多址信道。在我们的可扩展性结果中，我们解耦了可靠性和隐私约束，这是通过信源编码与量子边信息和通用散列，分别处理。因此，我们也建立了多用户编码问题的考虑，可以单独通过点对点编码技术来处理。作为独立兴趣的副产品，我们推导出一个分布式的剩余哈希引理对量子边信息，确保隐私在我们的可验证性结果。
2022-01-28 cs.IT math.IT quant-ph
Classical simulation versus universality in measurement based quantum computation
我们调查的资源状态的一个有效的经典模拟的测量为基础的量子计算是可能的。我们表明，施密特-秩宽度，最近推出的一项措施，以评估资源国家的普遍性，在这方面也起着至关重要的作用。我们与施密特-秩宽度的最佳描述的状态树张量网络，并表明，一个有效的经典模拟的测量为基础的量子计算是可能的所有状态的grammically有界施密特-秩宽度（相对于系统的大小）。对于图状态的施密特-秩宽度尺度以这种方式，我们有效地构建了最佳的树张量网络描述，并提供了几个例子。我们强调平行的有效描述复杂系统的量子信息理论和图论。
2006-08-07 quant-ph
Classical versus quantum probability: Comments on the paper "On universality of classical probability with contextually labeled random variables" by E. Dzhafarov and M. Kon
最近Dzhafarov和Kon发表了一篇论文，广告可能使用古典概率理论的耦合技术来模拟量子物理学和心理学量子模型中的不相容观测。在这里，我提出的意见，这篇论文强调的优点和缺点。
2018-10-29 math.PR q-bio.NC quant-ph
Translationally invariant universal classical Hamiltonians
自旋模型在自然科学中被广泛研究，从凝聚态物理中的磁性材料研究到神经网络研究。以前的工作已经证明，存在简单的经典自旋模型是普遍的：它们可以复制-在一个精确和严格的意义上-任何其他经典自旋模型的完整物理，以任何所需的精度。然而，所有先前已知的通用模型都打破了平移不变性。在本文中，我们证明了存在几何不变的通用模型。我们的主要结果是一个显式的结构的一个conventionally不变的，2D的，最近邻的，普遍的经典哈密顿与一个单一的自由参数。证明借鉴了理论计算机科学的技术，特别是最近的复杂性理论的结果平铺问题。我们的结果意味着，存在一个单一的哈密顿量，它包含了所有的经典自旋物理，只是通过调整一个单一的参数，并改变晶格的大小。我们还证明，我们的建设是最佳的参数在哈密顿量的数量方面，不可能存在一个唯一的晶格尺寸作为参数的conventionally不变的通用哈密顿量。
2019-05-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
No-Go Theorems for Universal Quantum State Purification via Classically Simulable Operations
本文证明仅使用经典可模拟操作无法实现通用量子态纯化，并通过半定规划数值解将不可行定理推广至多副本情形，揭示了非稳定子资源的必要性。
2025-09-24 quant-ph
Universal evolution of non-classical correlations due to collective spontaneous emission
我们研究了在电磁场模式存在的情况下，耦合到共同马尔可夫环境中的两个全同原子之间量子关联的自发产生和衰减。为此目的，我们分析了量子关联的动力学的并发，跟踪量子不和谐和局域量子不确定性，集体迪克态。结果表明，在内禀退相干过程中，集体阻尼和偶极-偶极相互作用对增强非经典关联起着关键作用。量子关联可以在很长一段时间内保持，但两个原子之间的距离很小。
2019-04-03 quant-ph
Dual universality of hash functions and its applications to quantum cryptography
本文介绍了散列函数的对偶普适性的概念，并给出了它在量子密码学中的应用。我们首先建立线性函数族{ \cal F}和码族{ \cal C}之间的一一对应关系，从而定义\varepsilon -几乎对偶的universal_2散列函数，作为常规universal_2散列函数的推广。然后，我们表明，这种广义（因此更广泛）类的哈希函数实际上是足够的量子密码的安全性。这个结果可以用两种不同的形式来解释。首先，通过注意它与Dodis和Smith引入的δ-偏置族的关系，我们证明了Renner的两个通用哈希引理被推广到我们的哈希函数类。接下来，我们证明了Shor和Preskill的证明技术可以应用于量子密钥分发（QKD）系统，该系统使用我们的广义散列函数类的隐私放大。虽然Shor-Preskill形式主义要求QKD系统的实现者显式地构造Calderbank-Shor-Steane类型的线性码，但该结果通过将其替换为普通经典纠错码和我们提出的散列函数的组合来消除构造CSS码的线性码的现有困难。我们还表明，类似的结果适用于量子窃听信道。最后，我们比较了我们的结果在两种形式主义，并表明，在典型的QKD场景中，Shor-Preskill型参数给出了更好的安全边界的跟踪距离和Holevo信息，比基于δ偏置家庭的方法。
2012-11-13 cs.IT math.IT quant-ph
Non-universal level statistics in a chaotic quantum spin chain
研究了多量子比特相互作用系统，即受踢伊辛自旋链在量子混沌状态下的能级统计。长程准能级统计结果与半经典系统中观察到的结果相似，这是由于经典周期轨道的存在，而短程能级统计结果与随机矩阵理论完全吻合。尽管我们的系统不具有经典极限，我们的结果表明存在一个重要的非普遍的系统在短时间尺度的具体行为，这显然超出了有限尺寸效应的随机矩阵理论。
2007-02-15 quant-ph
Universality conditions of unified classical and quantum reservoir computing
针对经典与量子储备池计算普适性条件分散的问题，本文提出统一理论框架与可直接采用的普适性设置，并在量子储备池计算中加以验证。
2024-05-20 physics.comp-ph quant-ph
Universality Sacrifices Reliability in Classical-Quantum Channel Coding
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen（香港中文大学（深圳））；International Quantum Academy（国际量子学院）；Nagoya University（名古屋大学）；National Taiwan University（台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences, Taiwan（台湾理论科学中心）；Hon Hai (Foxconn) Quantum Computing Center（鸿海（富士康）量子计算中心）
研究表明，经典-量子信道中普适编码无法达到已知信道的最优可靠性，其最优普适可靠性由夹逼Rényi散度刻画，揭示了普适性的可靠性代价。
2026-10-02 cs.IT math.IT quant-ph
Simple universal models capture all classical spin physics
自旋模型被用于许多复杂系统的研究-无论是凝聚态物理，神经网络，还是经济学-因为它们表现出丰富的宏观行为，尽管它们微观上很简单。在这里，我们证明，所有的物理学的每一个经典的自旋模型是复制在某些“通用模型”的低能部门。这意味着（i）通用模型的低能谱以任何期望的精度再现原始模型的整个谱，（ii）原始模型的相应自旋配置也在通用模型中再现，（iii）配分函数被近似为任何期望的精度，以及（iv）在自旋和相互作用的数量方面的开销至多是多项式。这适用于具有离散或连续自由度的经典模型。我们证明了自旋模型是普适的充分必要条件，并表明最简单和最广泛研究的自旋模型之一，二维伊辛模型的领域，是普遍的。
2016-06-14 cond-mat.stat-mech quant-ph
A universal crossover in quantum circuits governed by a proximate classical error correction transition
通过半经典电路模型，发现经典擦除错误导致的有向渗流相变，在加入任意小密度量子门后因纠缠产生而消失，揭示了量子纠缠在测量诱导相变中的核心作用。
2023-05-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Completeness of the classical 2D Ising model and universal quantum computation
我们证明了二维伊辛模型是完备的，即任何经典q态自旋模型（在任意图上）的配分函数都可以表示为具有复杂非均匀耦合和外场的二维伊辛模型的配分函数的一个特例.当原模型为Ising或Potts型模型时，我们发现相应的二维正方形晶格只需要多项式形式的自旋，并给出了一种构造性的方法将这类模型映射到二维伊辛模型.对于更一般的模型，系统大小的开销可能是指数级的。这些结果是通过将经典自旋模型与基于测量的量子计算相结合，并调用2D团簇态的普适性而建立的。
2007-12-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal classical optical computing inspired by quantum information process
近几十年来，量子计算引起了人们的广泛关注，因为人们认为它比传统计算方法更快地解决某些问题。从理论上讲，这种进步可以通过通用门集合中的量子算符网络来实现，其中一个著名的例子是由CNOT门和单量子比特门形成的。然而，实现一种执行实用量子计算的设备是棘手的。这是因为它需要一个可扩展的量子位系统，具有较长的相干时间和良好的控制，这对于大多数当前的平台来说都是苛刻的。在这里，我们证明了基于一个相对稳定的系统--经典光学系统的信息处理可以被认为是通用量子计算的类比。通过经典光束的偏振态对信息进行编码，提出了对应于通用门组的光学计算元件，并从理论上说明了它们的组合对一般信息处理的作用。以双量子比特处理器为例，实验验证了该方案的有效性。考虑到光学系统在可靠和低能耗计算方面的潜力，我们的研究结果为高质量和高效率的高级信息处理开辟了一条新的途径。
2022-02-22 physics.optics quant-ph
Universal random codes: Capacity regions of the compound quantum multiple-access channel with one classical and one quantum sender
我们考虑具有两个发送终端的复合无记忆量子多址接入信道（QMAC）。在这个模型中，传输是由一个完全正的和保迹的映射的无记忆扩展，它可以是一个规定的一组可能的映射的任何元素。我们研究了一个通信场景，其中一个发送者发送经典信息，而另一个发送者发送量子信息。结合经典和量子信息在点对点信道上传输的强通用随机编码结果，我们建立了上述两个发送者任务的通用码。相反，我们证明了这些代码实现的二维速率区域是最佳的。因此，我们得到一个多字母表征的容量区域的每个复合QMAC所考虑的传输任务。
2019-06-24 cs.IT math.IT quant-ph
Universal Sequential Changepoint Detection of Quantum Observables via Classical Shadows
EURECOM（欧洲通信研究所）；Northeastern University London（伦敦东北大学）；Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）
本文提出了一种结合经典影子和e检测器的通用序列突变检测方法，实现对量子可观测量的高效检测。
2026-02-12 cs.IT math.IT quant-ph
Classical and Quantum Mechanics from the universal Poisson-Rinehart algebra of a manifold
流形M上C无穷函数上紧支集向量场的Lie和模（Rinehart）代数结构定义了一个唯一的泛非交换Poisson * 代数.对于紧致流形，一个（反埃尔米特）变量Z，相对于乘积和李积都是中心的，它与交换子和泊松括号有关;在非紧的情况下，局部中心变量序列允许添加一个具有相同作用的元素。关于Z* Z取的（正）值的商定义了经典泊松代数和量子可观测代数，其中普朗克常量由-iZ给出。在标准正则性条件下，相应的态和希尔伯特空间表示唯一地产生了M上的经典力学和量子力学。
2009-01-07 math-ph math.MP quant-ph
Universal wave functions structure in mixed systems
当一个规则的经典系统受到扰动时，非线性共振出现，如KAM和庞加莱-伯克霍夫定理所规定的。本文研究了这一经典现象在量子波函数形态上的表现。我们揭示了一个系统的形成的一个普遍结构的局部波函数在系统的混合经典动力学。如果不变环面周围的未扰动态的量子数与经典共振态的数量级相差数倍，那么当它们以避免交叉的方式碰撞时，它们就是混合态。在避免交叉本征态局域在岛链或在附近的不稳定的周期轨道对应的共振。利用Husimi分布的零点揭示了局域态的激发是由量子数的不同决定的。
2014-03-02 nlin.CD quant-ph
Universal Family-Vicsek scaling in quantum gases far from equilibrium
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)（理化学研究所先导研究本部）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所交叉理论数学科学中心）；Nagoya University（名古屋大学）
研究发现量子多体系统中存在经典表面生长的通用缩放行为，通过观测一维玻色气体的粒子数涨落，验证了FV缩放的普遍性。
2026-03-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Universal neural network potentials as descriptors: Towards scalable chemical property prediction using quantum and classical computers
本文提出利用通用神经网络势的中间信息作为通用描述符，通过迁移学习（如M3GNet和MACE）实现化学性质预测，在NMR化学位移基准上达到最先进精度，加速分子与材料发现。
2024-07-16 physics.chem-ph quant-ph
Dynamical Universal Behavior in Quantum Chaotic Systems
数值计算发现，在量子混沌台球中，运动的波包总是演化成密度概率分布为指数分布的量子态。通过严格的证明，发现这种指数分布对于量子混沌系统是普适的。相反，对于相应的经典系统，分布是高斯的。我们发现，量子指数分布可以平滑地转变为经典高斯分布与粗粒化。
2010-07-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Bridging Coherence Optics and Classical Mechanics -- A Universal Light Polarization-Entanglement Complementary Relation
本文通过对任意光场的偏振和纠缠进行定量分析，发现了一个普适的互补恒等关系，并通过惠更斯-施泰纳定理将其与质心和转动惯量等经典力学概念定量关联，从而在相干波动光学与经典力学之间架起了桥梁。
2022-12-08 physics.class-ph physics.optics quant-ph
