Transferring entanglement to the steady-state of flying qubits
纠缠从光场到量子比特的转移提供了一种可行的方法来纠缠量子网络中的远程量子比特。在腔量子电动力学中，该方案依赖于光子源和两个静止的腔内原子量子比特之间的相互作用。然而，在实践中可能很难同时捕获两个原子并使它们与腔的耦合同步。为了解决这一问题，我们提出并研究了从纠缠外场驱动的腔到受控飞行量子比特的纠缠转移。我们考虑两个典型的非高斯驱动场：NOON和纠缠相干态。我们证明了在腔场的长相干时间的限制下，当动力学近似幺正时，纠缠从驱动场转移到穿过腔的两个原子量子比特。另一方面，耗散主导的动力学导致非常弱的量子相关原子系统，如消失的量子不和谐所证明的。
2012-11-12 quant-ph
Information transfer using a single particle path-spin hybrid entangled state
研究了单个自旋为1/2的粒子的路径自旋纠缠态，该纠缠态是利用分束器和自旋翻转器产生的。利用这种在单粒子水平上的混合纠缠作为资源，我们制定了一个协议，用于将未知量子比特的状态转移到遥远的位置。我们的计划是实现了一系列的酉操作，以及适当的自旋测量，以及通过使用经典的空间分离的两方之间的通信。该协议，因此，演示了使用粒子内纠缠作为执行信息理论任务的物理资源的可能性。
2010-02-19 quant-ph
Nontraditional Deterministic Remote State Preparation Using a Non-Maximally Entangled Channel without Additional Quantum Resources
本文提出一种基于非最大纠缠信道的非传统确定性远程态制备协议，借助辅助粒子和简单测量将d维量子态制备成功概率提升至1，无需额外量子资源，并设计了偏振编码光子传输实验方案以应对退相干与噪声。
2023-05-12 quant-ph
Transferring multipartite entanglement among different cavities
量子纠缠（或量子相干性）的传递不仅是量子力学的基础，而且在量子信息处理中也具有重要意义。本文提出了一种实现量子比特的$W$类纠缠态在不同腔之间相干传输的方法。因为在每个腔中没有光子被激发，所以在传输期间由光子衰减引起的退相干被抑制。此外，该方案只需要一个耦合量子比特和一个操作步骤，不使用经典脉冲，大大降低了工程复杂度，简化了操作。我们进一步给出了数值分析，表明高保真传输的三量子比特$W$状态是可行的，在目前的电路QED技术。该提议可以应用于各种量子比特的广泛物理实现，例如量子点，氮空位中心，原子和超导量子比特。
2016-02-24 quant-ph
Negative tripartite mutual information after quantum quenches in integrable systems
本文为可积自旋链量子淬灭后的三体互信息构建准粒子图像，发现非平凡纠缠多重态可导致负TMI，揭示纠缠与广义吉布斯系综热力学关系的弱化，并在XX链和横场伊辛链中验证了理论。
2023-10-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Entangled multiplets, asymmetry, and quantum Mpemba effect in dissipative systems
本文提出适用于任意纠缠多重态的荷电矩准粒子图像，在 XX 自旋链中严格验证，并利用 Lindblad 耗散揭示耗散可诱导量子 Mpemba 效应。
2024-06-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Nonreciprocal Bundle Emissions of Quantum Entangled Pairs
该研究利用旋转谐振器产生的 Sagnac 效应和耗散通道，实现方向可控的纠缠光子–声子与光子–磁振子对束发射，服务于混合量子网络和片上量子通信。
2024-06-18 quant-ph
Remote preparation for single-photon state in two degrees of freedom with hyper-entangled states
远程态制备（RSP）提供了一种基于先前共享的纠缠在两个远程节点之间传输量子信息的有用方法。本文研究了任意单光子态在两个自由度上的RSP。利用超纠缠作为共享资源，我们的第一个目标是远程制备偏振和频率自由度的单光子态，第二个目标是重建偏振和时间仓自由度的单光子态。在RSP过程中，发送器将根据要传送的状态的知识来旋转光子的每个DoF中的量子态。通过对发送者光子的偏振进行投影测量，可以在接收者的量子系统中远程重建两个自由度中的原始单光子态。这项工作展示了长距离量子通信的新能力。
2021-03-13 quant-ph
Quantum optical frequency up-conversion for polarisation entangled qubits: towards interconnected quantum information devices
实现全球量子网络需要结合不同量子系统的各自优势来执行通用任务，特别是使用飞行和静止量子位。然而，在不同系统之间相干地传输量子信息是具有挑战性的，因为它们通常具有不同的性质，特别是在操作波长和波包方面。为了规避量子光子系统的这个问题，我们展示了一种偏振保持量子频率转换设备，其中电信波长的光子被转换为近红外，在该近红外处，各种量子存储器工作。我们的设备基本上是免费的噪音，我们证明通过近乎完美的单光子状态转移断层扫描和观察转换后的高保真纠缠。此外，我们的导波设置是强大的，紧凑的，很容易适应其他波长。因此，这种方法代表了有利地连接基于光和物质的量子信息系统的主要构建块。
2019-07-23 quant-ph
Deterministic transfer of multiqubit GHZ entangled states and quantum secret sharing between different cavities
提出了一种将Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态从一个腔中的$n$量子比特转移到另一个腔中的另一个$n$量子比特的方法.结果表明，具有任意纠缠度的$n$ -量子比特GHZ态$α\left\vert 00...0\right\rangle +β\left\vert 11...1\right\rangle $可以确定性地转移. GHZ态转移和操作时间都不依赖于量子位数，也不需要测量。这个建议是相当普遍的，可以应用于完成广泛的物理量子位相同的任务。此外，注意，$n$ -量子位GHZ状态$α\left\vert 00...0\right\rangle +β\left\vert 11...1\right\rangle $是用于编码单量子位任意纯状态$α\left\vert 0\right\rangle +β\left\vert 1\right\rangle $的量子秘密共享码。因此，这项工作也提供了一种方法来转移量子秘密共享从$n$量子比特在一个腔中的另一个$n$量子比特在另一个腔。
2017-02-03 quant-ph
Experimental multi-location remote state preparation
量子态的传输是量子信息科学的中心任务。远程状态准备（RSP）与隐形传态具有相同的目标，即传输量子信息而不物理地发送信息载体，但在RSP中，发送者知道要传输的状态。我们提出了两个和三个位置的RSP的实验演示。在我们的实验方案中，Alice（发现者）和她的三个伙伴共享四个和六个光子偏振纠缠单态。这允许我们对单个量子位状态、两个量子位Bell状态和三个量子位W或逆W状态的两个或三个副本执行RSP。讨论了制备两量子比特非最大纠缠GHZ态的可能性。我们的方案的一个显着特点是能够远程准备一个纠缠态的本地投影在爱丽丝。
2013-04-16 quant-ph
Coupling a single NV center with a superconducting qubit via the electro-optic effect
提出了一种在两个不同性质的量子比特之间转移量子态并产生纠缠态的有效方案。该混合系统由一个氮空位（NV）中心和一个超导（SC）量子比特组成，它们分别耦合到光腔和微波谐振腔。同时，光腔和微波谐振腔通过电光效应耦合。通过调整相关参数，我们可以实现NV中心与SC量子比特之间的高纠缠度量子态传输。该协议在当前可用技术的范围内，并且可以在具有单个NV中心和SC量子位的量子通信和计算中提供有趣的应用。
2018-04-28 quant-ph
Experimental Perfect Quantum State Transfer
数据传输是信息系统中的一项基本任务。微处理器包含专用的数据总线，可以在不同的位置传输比特，并实现复杂的路由协议。由于量子态固有的脆弱性，以高保真度传输量子信息是一项具有挑战性的任务。我们报告的实施完美的状态转移协议适用于光子量子比特纠缠与另一个量子比特在不同的位置。在一个单一的设备上，我们进行了三个纠缠态的路由程序，平均保真度为97.1%。我们的协议扩展了常规的完美态传输，保持量子信息编码的光子量子比特的偏振态。我们的结果证明了完美状态转移的关键原理，为量子计算系统的数据传输开辟了一条道路。
2016-02-29 quant-ph
Effect of perturbations on information transfer in spin chains
自旋链被认为是量子计算环境中传递信息和纠缠的一种可靠而方便的方式。尽管如此，必须预期这些系统的任何物理实现将受到几个扰动因素的影响，这些因素可能会降低传输质量。在本文中，我们调查了一些可能的制造缺陷的自旋链本身，以及非同步或不完美的输入操作的影响，重点是多激发/量子位转移的情况下。我们考虑了纠缠态和非纠缠态，特别是在镜像规则下链的一端的一对纠缠的相邻自旋的转移，以及在两端自旋注入引起的纠缠的产生。
2011-02-01 quant-ph
Operational Threshold for Spatial Entanglement Survival Under Ionizing Decoherence
本文基于微观量子电动力学框架，研究了电离等耗散过程中空间纠缠的演化规律，发现纠缠呈指数衰减并存在区分量子相干与经典状态的操作阈值，为辐射环境下的量子技术设计提供了定量标准。
2025-06-26 quant-ph
Location-Oblivious Data Transfer with Flying Entangled Qudits
我们提出了一个简单而实用的量子协议，涉及两个不信任的机构在闵可夫斯基空间，它允许爱丽丝传输数据到鲍勃在一个时空位置，既不能提前预测。位置取决于Alice和Bob的动作。该协议无条件地向爱丽丝保证，鲍勃在随机确定的位置学习数据;它向鲍勃保证，即使在协议完成后，爱丽丝也不会学习传输位置。所实现的任务是在一个对传输者隐藏的时空位置传输数据，在非相对论量子密码学中没有精确的模拟。它进一步说明了相对论性量子理论的新的密码学应用的范围。
2011-07-14 cs.CR cs.IT math.IT
Characterizing the boundary of the set of absolutely separable states and their generation via noisy environments
在$2\otimes d$ Hilbert空间中，刻画了不可用整体幺正算符转化为纠缠态的绝对可分态的凸紧集{ \bf AS}的边界.然而，我们证明了秩- $(2d-1)$的绝对可分状态是这样的集合的极值点。然后，我们讨论的条件，检查如果一个给定的满秩绝对可分的状态是一个内部点或边界点的{ \bf AS}。此外，我们构造了两个量子比特的绝对可分态，它们是{ \bf AS}的边界点而不是极值点，并证明了{ \bf AS}的满秩极值点的存在性.某些内部点的性质也进行了探讨。我们进一步表明，通过检查上述集合的边界，有可能开发一种算法来生成留在最大球之外的绝对可分状态。通过考虑聚合噪声模型，我们找到了输入纠缠态所能承受的局部噪声量，使得输出纠缠态不会变得绝对可分。有趣的是，随着纯输入态纠缠度的减小，将纠缠态转变为绝对可分纠缠态的临界去极化噪声值增大，从而显示出共享非最大纠缠态的优势.此外，当输入的两个量子比特态是Haar均匀产生的，我们报告了一个层次的量子信道根据产生的绝对可分的状态。
2021-05-29 quant-ph
Spintronic devices as quantum networks
我们从量子信息（QI）的角度探讨自旋电子学。我们表明，QI的具体方法可以成为设计新设备的有效工具。利用量子门作用于自旋和模式自由度的形式主义，我们提供了一个逆向工程问题的解决方案，即如何设计一个设备执行给定的输入和输出之间的转换。其中，我们描述了一个可定向的Stern-Gerlach设备和一个新的方案，纠缠两个自旋通过转移纠缠从轨道到自旋自由度。最后，我们提出了一个简单的方案来产生超纠缠电子，即，在自旋和模式自由度上纠缠的粒子。
2005-12-15 quant-ph
Entanglement and Teleportation in a 1-D Network with Repeaters
本文研究了带中继器的一维量子网络中初始与最终纠缠态并发性的关系，扩展至混合态及不完美交换情况，并得出了确保纠缠态和隐形传态能力的交换次数与测量成功概率极限。
2023-06-26 quant-ph
Quantum state transfer between two photons with polarization and orbital angular momentum via quantum teleportation technology
量子隐形传态是一种在不同自由度之间传输量子态的量子信息技术。本文报道了在线性光学系统中进行的量子态转移实验，通过一个双光子轨道角动量（OAM）纠缠通道，将一个处于偏振自由度（DoF）的单光子态转移到另一个处于轨道角动量（OAM）量子态的光子态.我们的实验方法是基于量子隐形传态技术。与原方案的不同之处在于，我们的方案中传输态是已知的，而且我们的方案是针对不同自由度的粒子的，而原方案是针对相同自由度的不同粒子的.此外，由于四个混合纠缠Bell态中的每一个都可以被区分，因此我们的实验具有很高的Bell效率。我们用Bloch球的六个极点态来验证我们的实验，得到了量子态转移的保真度为$91.8\pm1.3\%$。
2021-04-22 quant-ph
Entanglement versus energy in the entanglement transfer problem
研究了纠缠转移问题中能量与纠缠之间的关系。我们首先分析两个纠缠量子比特（a和b）与另外两个独立量子比特（A和B）交换这种纠缠的一般设置。量子位a（b）通过类似自旋交换的幺正演化与量子位A（B）相互作用。这种情况的物理实现可能是二能级原子通过独立的Jaynes-Cummings相互作用将纠缠转移到谐振腔的问题。我们研究了第二对量子比特的纠缠和能量的动力学（追踪最初纠缠的量子比特），并表明这些量是密切相关的。例如，允许的量子态在纠缠与能量的相图中占据受限区域。此外，如果两个相互作用相等，并且整个四量子比特系统是孤立的，那么限制该区域的曲线就是所遵循的曲线。我们还考虑了目标量子位对遭受损失并可以自发衰变的情况。
2006-08-29 quant-ph
Entanglement Swapping with Semiconductor-generated Photons
在光子对之间传输纠缠态是量子通信技术的关键。半导体量子点是确定性产生偏振纠缠光子的最有希望的候选者。光子质量和亮度的最新改进现在使它们适合于实际设备中的复杂量子光学目的。在这里，我们第一次演示了由单个量子点发射的两对光子之间的纠缠态交换。联合贝尔测量预示着贝尔态$Ψ^+$的成功产生，保真度高达$0.81 \pm 0.04$。通过违反CHSH-贝尔不等式，证明了该系统的非定域性.我们的光子源与基于原子的量子存储器兼容，能够实现混合量子中继器。因此，这项实验是基于半导体的量子通信技术向前迈出的重要一步。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Attosecond quantum spectroscopy with entangled photon pairs
Peking University（北京大学）；Max Born Institute（马克斯·玻恩研究所）
研究利用纠缠光子对驱动固体内高次谐波生成，揭示了光子聚束现象及量子诱导相关性在XUV领域的转移，为阿秒光谱学发展提供新途径。
2026-04-08 physics.optics quant-ph
Entanglement of spin waves among four quantum memories
量子网络由量子节点组成，它们通过量子信道进行相干交互，并开辟了广阔的科学前沿。例如，量子网络可以作为连接量子处理器进行计算和通信的“网络”，也可以作为研究量子临界现象的“模拟器”，量子临界现象是由通道介导的节点之间的相互作用引起的。量子网络的物理实现通常需要能够在多个量子存储器中生成和存储纠缠态的动力学系统，并且能够将存储的纠缠有效地传输到量子信道中以用于跨网络分发。虽然这种能力已经被证明用于各种双边系统（即，N=2量子系统），迄今为止还没有实现N > 2的纠缠态用于量子互连，该量子互连将存储在量子存储器中的多体纠缠相干地“时钟”到量子信道。在这里，我们展示了高保真度测量引起的纠缠存储在四个原子的存储器;用户控制，相干转移的原子纠缠到四个光子量子信道;和充分的四方纠缠的量子不确定性关系的表征。因此，我们的工作提供了一个重要的工具，在量子网络的多体纠缠分布。
2010-07-09 quant-ph
Towards Quantum Communication in Free-Space Seawater
能够忠实地传输量子态的长距离量子信道已经被证实在光纤和自由空间空气中都是可行的。然而，目前还不清楚覆盖地球70%以上的海水是否也可以利用，这使得全球量子通信不完整。在这里，我们通过实验证明了极化量子态，包括一般的量子比特和纠缠态，可以很好地通过海水旅行后生存。我们在黄海36公里范围内采集了符合Jerlov水I型的海水样品，在3.3米长的管中进行了实验。对于蓝绿窗口中405 nm的单光子，我们获得了98%以上的平均工艺保真度。对于波长为810 nm的纠缠光子，即使在高损耗情况下，我们也观察到了贝尔不等式的破坏，其标准差为33。该工作证实了海水量子信道的可行性，为实现水下量子通信迈出了第一步。
2016-03-16 physics.optics quant-ph
High fidelity transfer and storage of photon states in a single nuclear spin
构建用于长距离量子通信的量子中继器网络需要光子和量子寄存器，所述量子寄存器包括用于与光相互作用的量子位、良好的存储能力和用于存储和操纵光子的处理量子位。在这里，我们展示了一个关键步骤，光子在单个固态核自旋量子比特中的相干传输，平均保真度为98%，存储时间超过10秒。存储过程是通过将光子相干转移到金刚石中氮空位中心的纠缠电子核自旋态来实现的，通过高保真度单次读出电子自旋态来证实。存储的光子状态对重复的光学写入操作是鲁棒的，这是中继器节点所需的。这里展示的光子-电子自旋界面和核自旋存储器构成了迈向实用量子网络的重要一步，并且令人惊讶地也为光子量子计算的新型纠缠光子源铺平了道路。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Passing quantum correlations to qubits using any two-mode state
我们绘制了纠缠双模连续变量（CV）资源的统计特性和可以动态转移到一对非相互作用的两级系统的纠缠量之间的显式连接。更具体地说，我们严格地重新制定纠缠转移过程，利用协方差矩阵的形式主义。当资源状态为高斯时，我们的方法使得量子相关性的转移比以前考虑的方案更加灵活，并且允许直接包含影响CV系统的噪声的影响。此外，所提出的方法表明，使用去高斯化的双模态几乎从来没有有利于相对于全高斯图像的纠缠转移，尽管在非高斯资源中的纠缠可以比在其高斯对应物中大得多。因此，我们可以得出结论，纠缠转移映射推翻了“订购”的关系，有效的CV资源状态的水平。
2009-11-10 quant-ph
Identification of a natural fieldlike entanglement resource in trapped-ion chains
本文利用连续变量方法研究囚禁离子链中由电磁囚禁自然产生的局域运动模式纠缠基态，发现其与自由无质量标量场真空具有相似纠缠结构，并提出通过成像自然纠缠资源来初始化量子场模拟及向离子qudit转移纠缠的方案。
2024-07-02 hep-lat nucl-th quant-ph
Enhanced quantum state transfer: Circumventing quantum chaotic behavior
本文利用36个可调量子比特的超导量子电路和克服量子混沌的通用优化方法，在二维网络中实现了单比特激发、双比特纠缠态及双激发态的可扩展传输，为分布式量子处理器间的短距离通信铺平道路。
2024-02-01 cond-mat.supr-con quant-ph
Thermal entanglement on a frustrated tetrahedron: Probing quantum resources through concurrence and stabilizer structure
Memorial University of Newfoundland（纽芬兰纪念大学）
本研究通过线性优化和并发度上界，分析四面体受挫自旋系统的热纠缠，发现可分离热态区域，并用稳定子Rényi诊断探索量子魔力，为量子资源研究提供实用基础。
2026-09-17 cond-mat.str-el quant-ph
Perfect Transfer of enhanced entanglement and asymmetric steering in a cavity magnomechanical system
我们提出了一个混合腔磁力学系统，实现和转移的二分纠缠和Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）之间的磁振子，光子，声子在制度的稳定性。作为一种具有自然磁致伸缩磁振子-声子相互作用的宇称-时间-声子结构，我们的被动-主动腔系统可以用来增强强的远距离量子纠缠，并产生相对明显的非对称（甚至定向）EPR转向，这对于两个纠缠态之间的双向局域测量的高度非对称信任的任务是有用的。基于这种可调谐的磁力系统，通过调节耦合参数，实现了不同模式对的近、远纠缠和量子态之间的完美转换，特别是提出了量子态的完美转换方案。这些转移过程确实为量子信息的存储和操作提供了一种替代方法。此外，通过调节不同模式之间的失谐量，还可以在不同模式对之间交换纠缠度和量子比特。这项工作可能为远距离非对称量子调制提供一个潜在的平台。
2023-02-24 quant-ph
Room-Temperature Storage of Entanglement in a Silicon Carbide Quantum Node
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
该研究在碳化硅量子节点中实现室温纠缠存储，通过SWAP门将电子-核纠缠转移到核自旋存储器，保真度达92.5%，寿命延长240倍，为室温量子技术提供平台。
2026-09-15 quant-ph
Remote entanglement via adiabatic passage using a tunably-dissipative quantum communication system
远程量子节点间的有效量子通信需要高保真度的量子态传输和远程纠缠产生。最近的实验表明，微波光子和声子都可以用来耦合超导量子比特，其保真度主要受通信信道损耗的限制。绝热协议可以通过传输量子态来克服信道损耗，而不填充有损耗的通信信道。在这里，我们提出了一个独特的超导量子通信系统，包括两个超导量子比特连接的0.73米长的通信信道。值得注意的是，我们可以引入大的可调损耗的信道，允许探索不同的纠缠协议中存在的耗散。当设置为信道中的最小损耗时，我们展示了绝热量子态传输协议，该协议实现了99%的传输效率以及具有96%保真度的纠缠Bell态的确定性生成，所有这些都没有填充干预通信信道，并且与量子比特谐振模式量子比特中继方法竞争。我们还探讨了绝热协议的性能在存在显着的信道损耗，并表明绝热协议的保护，防止在信道中的损失，实现更高的状态传输和纠缠度比中继方法。
2020-05-28 quant-ph
A photonic quantum information interface
量子通信是将量子态或量子信息比特（qubit）从一个地方传输到另一个地方的技术。在基本面上，这允许人们在相当长的距离上分布纠缠并证明量子非定域性。在更实用的方面，量子密码学在人类历史上第一次提供了一种可证明安全的方式来在遥远的伙伴之间建立机密密钥。光子代表了量子通信的自然飞行量子比特载体，电信光纤的存在使得1310和1550 nm的波长特别适合长距离分布。然而，为了存储和处理量子信息，量子比特可以被编码到碱性原子中，这些原子在800 nm左右的波长处吸收和发射。因此，由电信信道和碱性存储器组成的未来量子信息网络将需要能够在这些有用波长之间实现量子比特传输的接口，同时保持量子相干性和纠缠。在这里，我们报告了通过非线性上转换过程在1310和710 nm处的光子之间的量子比特转移，成功概率大于5%。在成功的量子比特转移的情况下，我们观察到710 nm光子和1550 nm的第三个光子之间的强双光子干涉，最初与1310 nm光子纠缠，尽管它们从未直接相互作用。相应的保真度高于98%。
2005-09-01 quant-ph
Heisenberg-Limited Spin-Mechanical Gravimetry
本文提出一种海森堡极限的自旋-力学重力计，证明条件位移系统的重力测量精度随自旋数量呈二次方增长，在解纠缠时刻通过自旋磁化测量即可实现终极精度，且无需自由落体和基态冷却。
2024-11-24 quant-ph
On-chip photon entanglement-assisted topology loading and transfer
本文提出在片上将光子拓扑编码到单光子自旋纹理量子态中，并通过纠缠分发实现拓扑的非局域转移，在噪声和扰动下保持拓扑保护与量子关联，为分布式量子互连和量子信息技术提供新途径。
2025-07-02 physics.optics quant-ph
