Curve-Fitted QPE: Extending Quantum Phase Estimation Results for a Higher Precision using Classical Post-Processing
本文提出了一种结合标准QPE电路与曲线拟合经典后处理的混合量子-经典方法，实现了高精度和最佳Cramér-Rao下界性能，且误差分辨率与VQE和MLAE算法相当，并有望扩展至多相位估计。
2024-09-24 quant-ph
Faster Phase Estimation
我们开发了几种基于基本测量和经典后处理的量子相位估计算法。我们提出了一个教学审查的量子相位估计和模拟的算法，以数值确定其缩放电路的深度和宽度。我们表明，使用纯粹的随机测量需要一些测量是最佳的常数因子，虽然在指数经典后处理的成本，该方法也可以用来改善经典的信号处理。然后，我们开发了一个量子算法的相位估计，产生一个渐进的改善运行时，在一个因素的log* 的最小数量的测量所需的，同时仍然只需要最小的经典后处理。相应的量子线路需要比量子相位估计渐近更低的深度和宽度（量子比特数）。
2013-04-02 quant-ph
Quantum Information Processing and Entanglement in Solid State Devices
对电子自旋态的控制，如相干操纵、滤波和测量，有望在传统以及量子计算和量子通信中获得新技术。本文综述了最近提出的利用量子受限结构中的电子自旋作为量子比特的理论方案。我们还提出了一个理论上的建议，测试贝尔不等式在纳米电子器件。我们证明了在纳米结构半导体/铁磁半导体/半导体结的自旋过滤效应中可以检测到两个电子自旋的纠缠。特别是，我们展示了如何通过测量该设置中的电流-电流关联函数来测试贝尔不等式。
2004-10-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum amplitude estimation from classical signal processing
本文将量子振幅估计映射为经典信号处理中的到达方向估计问题，结合 ESPRIT 与压缩感知采样，提出无相位估计的并行 QAE 算法，在 95% 置信度下实现顺序查询复杂度约 4.3/ε、并行约 0.26/ε，较已有最佳结果提升 16 倍。
2025-05-09 quant-ph
Classical post-processing approach for quantum amplitude estimation
Faculty of Science, Kunming University of Science and Technology（昆明理工大学理学院）；Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）
本文提出一种结合量子计算与经典后处理的技术，以提升量子振幅估计的效率并减少对量子资源的依赖，通过数值模拟验证了方法的有效性及计算复杂度分析。
2025-08-22 quant-ph
Optimal Estimation of States in Quantum Image Processing
本文提出了一种基于改进卡尔曼滤波的量子态最优估计器。这种估计器在状态测量之后起作用，允许获得量子态的最佳估计，从而导致任何量子图像算法的输出。此外，还提出了一种新的基于布洛赫球垂直轴投影的判别准则、逻辑和算法。这种方法将使我们能够：1）逻辑和算术量子运算的更简单的开发，其中它们将更接近于经典数字图像处理算法中使用的那些，2）构建简单且鲁棒的经典到量子和量子到经典接口。到目前为止，所述算法也扩展到图像处理之外的量子算法。在度量和模拟的特殊部分，三个新的度量的基础上比较经典和量子版本的算法过滤和边缘检测的图像。这种算法的经典和量子版本（分别在量子计算机外部和内部）的结果之间的显著差异表明，需要在估计方案内部对状态和测量噪声进行建模。
2014-06-19 quant-ph
Proposal to Test Quantum Wave-Particle Superposition on Massive Mechanical Resonators
我们提出并分析了一个建议，宏观量子延迟选择实验与大量的机械谐振器。在我们的方法中，单个氮空位杂质的电子自旋被用来控制两个碳纳米管的机械模式之间的相干耦合。我们证明了一个机械声子可以是波和粒子的相干叠加，从而同时表现出两种行为。我们还讨论了在我们的建议中可容忍的机械噪声，并预测了一个临界温度，在该温度以下，波和粒子状态之间的变形可以有效地观察到在环境引起的波动的存在。此外，我们还描述了如何通过压缩机械模，将机械共振叠加态的单声子激发放大到宏观水平。这种方法对应于相位协变克隆。因此，我们的建议可以作为一个测试的宏观量子叠加的大质量物体，即使有很大的激发。这项工作描述了在宏观尺度上对量子力学极限的基本测试，将对量子精密测量和量子信息处理产生影响。
2019-07-10 quant-ph
Measurement-based quantum phase estimation algorithm for finding eigenvalues of non-unitary matrices
提出了一种求非酉矩阵特征值的量子算法。我们展示了如何通过量子系统中的相互作用和投影测量来构造一个非厄米特矩阵或非酉矩阵，并得到它的本征值和本征向量。该方案结合了频率测量、测量量子傅里叶变换和量子态层析成像的思想。它提供了一个推广的传统的相位估计算法，这是有限的厄米特或酉矩阵。
2010-12-06 quant-ph
Optimal estimation of ensemble averages from a quantum measurement
我们考虑一般的测量方案，其中的整体平均的运营商是通过适当的数据处理的结果所描述的POVM的量子测量确定。在回顾了最小化估计的统计误差的数据处理的优化之后，我们提供了一个用于估计误差的评估的紧凑公式。
2007-01-30 quant-ph
Generation of eigenstates using the phase-estimation algorithm
相位估计算法如此命名是因为它允许估计与算子相关联的本征值。然而，已经提出，该算法也可以用于生成本征态。在这里，我们将这个建议扩展到小量子系统，确定相位估计算法可以成功生成本征态的条件。然后，我们提出了一个基于离子阱量子计算机的实现方案。这个方案允许我们说明两个简单的例子，一个是算法有效地生成本征态，另一个不是。
2001-09-04 quant-ph
Proposal for Dimensionality Testing in Quantum Private Query
近来，量子态的维数测试已经受到广泛关注（Ac{i}n et al. 2006，Scarani等人，Phys. Rev. Lecture. 2006年）。现有量子信息处理协议的安全性证明依赖于对逻辑比特编码的量子态维数的假设。然而，去除这种假设可能会导致安全漏洞。在本文中，我们表明，这确实是这样的。我们选择了Yang等人的两个参与者的量子私有查询协议。信息处理。2014）作为一个例子，并展示了一个玩家如何通过改变共享量子系统的子系统的维度来获得不公平的优势。为了抵抗这种攻击，我们提出了一种不同的方式进行维度测试。我们的建议是基于CHSH一样的游戏。当我们像游戏一样利用CHSH时，它可以用来测试状态是否是协议变得完全脆弱的产品状态。
2018-11-05 quant-ph
Nearly deterministic Bell measurement with multiphoton entanglement for efficient quantum information processing
我们提出了一个详细的分析贝尔测量方案中提出的[物理。114，113603（2015）]基于使用光子的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠的逻辑量子比特。随着逻辑量子比特中光子数量的增加，仅使用线性光学可以使所提出的贝尔测量的成功概率任意高。我们比较了我们的方案与所有其他的建议，使用单光子量子比特，相干态量子比特或混合量子比特，建议提高贝尔测量的效率。作为一个显着的优势，我们的计划只需要光子开关测量，而光子数分辨探测器是必要的所有其他建议。我们发现，基于相干态量子比特的方案在所获得的成功概率方面表现出最好的性能，而我们的方案优于使用单光子量子比特的方案。我们最后表明，有效的量子通信和容错量子计算可以实现使用我们的方法。
2015-12-01 quant-ph
Atomic Dipole Traps with Amplified Spontaneous Emission: A Proposal
我们提出了我们认为是一种新型的光源的超冷原子远偏离共振光偶极陷阱（FORT）。该光源基于铒放大自发发射（ASE）光源，该光源为高功率掺铒光纤放大器（EDFA）提供种子。该光源的主要优点是它的相干长度非常低，因此可以在没有任何光学干涉的情况下实现几个捕获光束的非相干叠加。叠加光束的行为是一个标量和，大大简化了复杂的配置。作为一个例子，我们报告的强度噪声的估计，这个源和估计的原子过热率的蒸发冷却实验应用。它们都被发现适合于冷原子实验。
2010-08-04 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Quantum Information Processing in Nanostructures
半导体量子点与超快光谱技术集成是构建用于量子信息处理的可扩展架构的主要候选者。在这篇综述论文中，我们调查了目前的理论建议有关的纳米结构量子比特及其相互作用的全光控制。这些方案提供了潜在的超快光学操作的量子信息的时间尺度内的相干时间。
2004-06-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposal for a cumulant-based Bell test for mesoscopic junctions
固态电子学中纠缠态的产生和检测对于量子信息处理具有重要意义。我们证明了二阶量子关联总是可以经典解释，并提出了一个一般的测试纠缠的基础上违反一个经典推导的不等式连续变量的四阶量子关联函数。我们的方案提供了一种通过测量高阶累积量来证明介观输运系统中纠缠存在的方法，而不需要额外的单电荷检测假设
2011-03-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Synchronization and estimation of gravity-induced time difference for quantum clocks
最近有报道[ \textit{PNAS} \textbf{114}，2303（2017）]，在时间的操作定义下，量子钟将通过引力效应纠缠。在这里，我们研究另一种情况：时钟具有不同的质量和能隙，这将通过引力相互作用产生时间差。讨论了引力时间差的量子钟同步方案。我们说明了量子时钟同步方案中测量概率的稳定性是如何受到时钟本身引起的引力相互作用的影响。发现时钟同步的精度依赖于时钟的能隙，量子精密测量精度的提高实际上是纠缠产生的一个指标。我们还提出了时间差的量子增强估计，发现量子费舍尔信息对时钟之间的距离非常敏感。
2019-11-13 gr-qc quant-ph
Structures for Data Processing in the Quantum Regime
我们提出了一种新的数据处理方案，这是非常适合在纳米尺度上实现。逻辑电路包括两个状态的蜂窝单元，由外部施加的更新驱动，与早期的建议，依赖于基态松弛。本结构可以同时处理许多输入，并且除了经典的可逆计算和量子计算之外，还适合于常规的耗散计算。
1998-02-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Proposal for a new scheme for producing a two-photon, high dimensional hyperentangled state
我们提出了一个实验上可行的方案来产生一个在偏振、频率和空间模式上纠缠的二维$2\times4\times4$光子超纠缠态。该方案主要基于参量下转换源和交叉克尔非线性，避免了复杂的不确定后选择。我们的方法可以很容易地扩展到生产超纠缠态与更多的光子在多维。因此，在量子信息处理中，对海量信息的期望将有可能实现。最后，我们提出了一种基于高维超纠缠态的可实现的量子密钥分发（QKD）协议。
2012-07-31 hep-ph quant-ph
Programmable Signal Design for Quantum Phase Estimation via Quantum Signal Processing
Department of Mathematics, University of Michigan（密歇根大学数学系）；University of Michigan（密歇根大学）；Department of Computer Science, University of Maryland（马里兰大学计算机科学系）；University of Maryland（马里兰大学）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, University of Maryland（马里兰大学量子信息与计算科学联合中心）；Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Michigan（密歇根大学电气与计算机工程系）
本文提出基于量子信号处理的可编程信号设计框架，通过将相位估计转化为最大最小优化问题，提升灵敏度效率和资源利用率，实验显示比标准协议具有更低的估计方差。
2026-04-01 cs.NA math.NA quant-ph
Proposal for manipulating and detecting spin and orbital states of trapped electrons on helium using cavity quantum electrodynamics
我们提出了一个片上高精细度超导腔耦合到超流氦表面上单个电子的横向运动和自旋态。我们估计的运动相干时间超过15微秒，而能量将相干交换与腔光子在不到10纳秒的电荷状态和快于1微秒的自旋状态，使系统的量子信息处理和腔量子电动力学实验的吸引力。与腔光子的强相互作用将为远距离电子的非破坏性读出和耦合提供手段。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
