Nondeterministic Noiseless Linear Amplification of Quantum Systems
我们引入了非确定性无噪声线性放大的概念。我们提出了一个线性光学实现这种转换，可以建立与当前的技术。我们讨论了两个应用：相干态的理想概率克隆和连续变量纠缠的蒸馏。对于后一个例子，我们证明了高纯度的纠缠可以从传输损耗信道。
2008-09-01 quant-ph
Truly noiseless probabilistic amplification
最近引起理论和实验兴趣的相干态“无噪声”放大方案，大多数都有一个共同的特点：对于非零的成功概率，放大不是真正的无噪声或完美的。虽然这必须适用于所有的相位无关的放大方案，在这项工作中，我们指出，真正的无噪声放大确实是可能的，只要我们希望放大的状态来自一个有限的集合。于是，具有无限平均增益的完美放大可能具有有限的成功概率，例如使用用于明确区分量子态的技术。这种实现仅需要线性光学器件，不需要单光子源，也不需要任何光子计数。我们还研究了一组对称相干态完美放大的最佳成功概率。有两种机制：低振幅放大，其中目标振幅低于1，和一般放大。对于低振幅区，可以得到最佳放大成功概率的解析结果。在这种情况下，由源和放大状态的最佳明确区分的成功概率的比率施加的自然界限总是可以达到的。我们还表明，一般放大这个界限并不总是令人满意的。
2018-11-21 quant-ph
Heralded Noiseless Amplification of a Photon Polarization Qubit
单模的非确定性无噪声放大可以规避放大量子信号的独特挑战，例如不可克隆定理和确定性量子态放大的最小噪声成本。然而，现有设备不适合放大基本光学量子信息载体，即跨两个光学模式相干编码的量子比特。在这里，我们构建了一个相干双模放大器，以展示第一个预示着无噪声线性放大的量子比特编码在一个光子的偏振态。在这样做的过程中，我们将现实量子比特信道的传输保真度提高了五倍。量子比特放大器有望扩展安全量子通信和其他量子信息科学技术协议的范围。
2012-08-29 quant-ph
Noiseless signal amplification in an opto-mechanical transducer
本文提出利用谐振光学参量换能器实现量子反作用规避测量，并通过独立测量两个调制边带实现经典信号的无噪声放大，从而超越标准量子极限。
2025-06-03 quant-ph
Noiseless amplification of weak coherent fields exploiting energy fluctuations of the field
量子光学规定，任何线性确定性放大器对纯态的放大总是在信号中引入噪声，并导致混合输出状态。然而，最近已经表明，如果放松确定性操作的要求，则无噪声放大成为可能。在这里，我们提出并分析了一种无噪声放大方案，其中放大信号所需的能量来源于场本身的随机波动。与以前的放大设置相比，我们的设置表明，即使没有能量被添加到来自外部源的信号中，信号也可以被放大。我们调查之间的关系，放大和成功率以及成功和失败的放大过程后的输出状态的统计。此外，我们还优化了设置，以找到最大的成功率在设置中使用的分束器的反射率，并讨论了我们的设置与以前的设置的关系。
2013-12-17 quant-ph
Noiseless Linear Amplification and Distillation of Entanglement
信号放大的思想在物理系统的控制中无处不在，放大器的最终性能极限由量子物理学设定。增加未知量子光场的振幅，或者更一般地说，增加任何谐振子态的振幅，必然会引入噪声。这种线性放大噪声阻止了量子态的完美复制，对通信和计量学施加了量子限制，并且是防止通过本地操作增加纠缠的物理机制。已知理想克隆和局域纠缠增加（蒸馏）的非确定性版本是允许的，这表明非确定性无噪声线性放大的可能性。在这里，我们介绍，并实验证明，这样一个无噪声的线性放大器的连续变量状态的光场，并用它来证明场模纠缠的纠缠蒸馏。这种简单但功能强大的电路可以成为增强量子技术的实用设备的基础。无噪声放大的想法统一了克隆和蒸馏的方法，并将在量子精密测量和通信中得到应用。
2009-07-21 quant-ph
Experimental noiseless quantum amplification of coherent states of light by two-photon addition and subtraction
本文实验实现了基于双光子加减法的无噪声量子放大器，通过量子态层析验证其增益与噪声特性，为提升放大性能提供了高效可行的替代方案。
2024-12-17 quant-ph
Non-deterministic noiseless amplification via non-symplectic phase space transformations
本文用维格纳函数相空间表示法分析了理想无噪声线性放大器算子$g^\hat{n}$的作用。在这种设置中，我们能够阐明增益$g$，当该算子作用于除相干态之外的输入时，针对该增益产生物理输出。我们推导出紧凑的封闭形式表达式的$N$本地放大器的行动，具有潜在的不同的增益，在任意$N$模式高斯态，并提供了几个例子，这种形式主义的效用，确定重要的数量，包括放大和蒸馏纠缠的强度和纯度，并优化使用放大的量子信息协议。
2012-11-20 quant-ph
Photon Added Coherent States: Nondeterministic, Noiseless Amplification in Quantum Metrology
对于相干输入态，讨论了马赫-曾德干涉仪输出端通过光子相加的概率放大。当考虑信噪比的度量时，对于$m$光子的一般加法，相干态的非确定性无噪声放大显示出优于标准相干态的改进。还考虑了光子加法的可实现的实现的效率，并且示出了后选择状态的收集的统计如何取决于该效率。我们还考虑了光子损失和低效率探测器的影响。
2016-12-29 quant-ph
Compensation of polarization dependent loss using noiseless amplification and attenuation
偏振相关损耗（PDL）是一个严重的问题，它阻碍了偏振量子比特在量子网络中的传输。最近已经表明，PDL对量子比特保真度的不利影响可以通过引入额外的无源PDL元件来补偿，该无源PDL元件重新平衡所传输的量子比特的偏振模式。当系统的输出在光子检测上被后选择时，该过程工作得非常好。然而，在可能需要量子位进行进一步分析的情况下，该过程将不需要的真空项引入状态。在这里，我们提出了使用无噪声放大和衰减的PDL的影响的补偿程序。这些技术中的每一种都将预示信号引入校正过程，从而显著减少最终状态中的真空项。当检测器效率低下和暗计数被包括在分析中时，无噪声放大在最终状态的保真度方面仍然优于检测器效率大于40%的无噪声衰减和被动PDL补偿。
2019-05-17 quant-ph
Measurement-Based Noiseless Linear Amplification for Quantum Communication
纠缠蒸馏是扩展量子通信网络中不可或缺的组成部分。蒸馏协议必然是非确定性的，需要先进的实验技术，如无噪声放大。最近表明，无噪声放大的好处可以通过执行测量记录的后选择性滤波来提取，以提高量子密钥分发的性能。我们将该协议应用于传输损耗高达100公里的光纤的等效纠缠退化。我们测量一个有效的纠缠资源强于即使是最大的纠缠资源被动地通过相同的通道传输所实现的。我们还提供了一个证明的原则演示的秘密密钥提取，否则不安全的制度。基于测量的无噪声线性放大器与其物理对应物相比具有两个优势：易于实现和接近最佳的成功概率。它应该为广泛的基于纠缠的量子通信协议提供有效和通用的工具。
2014-09-12 quant-ph
Teleportation-based noiseless quantum amplification of coherent states of light
本文提出一种基于量子隐形传态的无噪声光放大方案，将概率放大操作编码到双模纠缠态中，仅需光子相减与压缩真空态，并建立相空间模型分析实验不完美因素的影响。
2021-10-12 quant-ph
Cascaded noiseless linear amplification for single-photon state
光子损失是当前长距离量子通信的主要障碍之一。无噪声线性放大（NLA）方法是从单光子态（SPS）和真空态的混合态中提取SPS的有效方法之一。然而，现有的NLA方案只能进行一次扩增。也就是说，SPS的保真度不能再增加。本文提出了一种有效的级联NLA协议，分别用于SPS和单光子纠缠（SPE）。通过多次重复实验，SPS和SPE的保真度可以达到100%，这使得该协议在解决量子密钥分发中的检测漏洞方面具有很好的应用前景。此外，该协议是基于线性光学，这使得它在现有技术中是可行的。
2014-11-04 quant-ph
Teleportation improvement by non-deterministic noiseless linear amplification
研究了利用最优非确定性无噪声线性放大器（NLA）对连续变量高斯态进行去高斯化，并详细分析了放大后的高斯态的性质。特别地，我们研究了利用双模压缩真空的NL-放大得到的一类非高斯纠缠态（双光束，TWB）的纠缠含量和非高斯特性。我们发现，纠缠总是增加，而改善EPR相关性观察只有当输入TWB具有低能量。然后，我们研究了一个类似Braunstein-Kimble协议的相干态的隐形传态，并比较了使用NL放大资源获得的基于TWB的teleprotation的性能。我们表明，隐形传态的保真度和安全性可能会提高一个大范围的NLA参数（增益和阈值）。
2019-09-20 quant-ph
Experimental noiseless linear amplification using weak measurements
量子通信方案的可行性依赖于长距离发送光的量子态。然而，传输损耗会降低信号强度，增加噪声。量子信号的预示无噪声放大可以通过实现更长的直接传输距离和实现纠缠蒸馏来提供解决方案。预示无噪声放大的中心思想--光学量子态的光子数概率分布的有条件修改--暗示了与弱测量的平行：在弱测量中，学习关于可观察的部分信息导致相称大小的有条件反作用。在这里，我们实验研究弱，或可变强度，测量的预示放大任务的应用，通过使用量子逻辑门弱耦合一个小的单模量子态（信号）的辅助光子（米）。通过选择测量仪光子的测量基础来进行弱测量，并且通过调节测量仪结果来放大信号。我们将放大器的增益作为测量强度的函数，并使用干涉方法来表明，该操作保持了信号的相干性。
2016-06-28 quant-ph
Unified view of quantum amplification based on quantum transformation
首次用量子态变换的语言系统地给出了量子态放大的一般框架。明确定义了量子态放大的概念，并将一组量子态的放大一般表示为量子态的变换。三种不同类型的重要量子放大，即，确定性噪声量子放大，概率无噪声量子放大，确定性无噪声量子放大的识别和讨论。对于确定性量子放大，放大的线性与无噪声放大不相容，而对于概率量子放大则不相容。然而，确定性的无噪声量子放大物理上是可以实现的，如果放大的线性被放弃。讨论了概率量子放大中放大增益与成功几率之间的关系。假设所有被放大的量子态的成功概率相同，我们得到了放大增益与成功概率之间的一个普遍有效的关系。近年来，高斯态的保相量子放大在量子信息和量子通信中具有重要的理论意义和实用价值。我们对量子态放大的研究结果不仅丰富了量子放大的研究，而且对进一步的实际应用也有帮助。
2016-01-21 quant-ph
Noiseless Linear Amplification and Quantum Channels
采用无噪声线性放大器（NLA）已被证明是一种有效的工具，用于减轻量子信道中的缺陷。它的分析通常是在特定的框架内进行的，对于这些框架，给定协议的输入状态集是固定的。在这里，我们得到了一个更一般的描述，通过显示，一个嘈杂的和有损高斯信道，其次是NLA的有效渠道方面有一个一般的描述。这具有提供更简单的数学描述的优点，最适合于高斯和非高斯的混合状态。我们研究了这种有效的系统的主要特性，并通过将其应用于损耗补偿和减少相位不确定性来说明其潜力。
2014-07-28 quant-ph
Noiseless phase quadrature amplification via electro-optic feed-forward
理论结果表明，无噪声相位正交放大是可能的，和实验上仅限于相位检测系统的效率。用Nd：YAG激光器测得的信号增益为10dB，信号传输比T_s=0.9。这个结果很容易超过信号传输的标准量子极限。结果还明确地证明了放大过程的相敏性质。
1998-12-17 physics.optics quant-ph
Noiseless amplification of weak coherent fields without external energy
根据量子光学的基本定律，当人们试图克隆或放大一个量子态时，噪声必然会被添加到系统中。然而，最近已经表明，当放松确定性操作的要求时，可以避免与线性相位不敏感放大器的操作相关的量子噪声。因此，非确定性无噪声线性放大器是可实现的。通常，非确定性放大器依赖于使用单光子源。相反，我们最近提出了一种放大方案，其中没有外部能量被添加到信号中，但是放大信号所需的能量来自于场本身的随机波动。应用我们的放大方案，我们检查放大器的增益和成功率，以及成功和失败的放大过程后的输出状态的属性。我们还优化了设置，以找到最大的成功率在设置中使用的分束器的反射率。此外，我们还讨论了与我们的设置的操作相关的非理想性以及我们的设置与以前的设置的关系。
2013-12-17 quant-ph
Distillation of Gaussian Einstein-Podolsky-Rosen steering with noiseless linear amplification
EPR操纵是量子力学最吸引人的特性之一，也是量子通信的重要资源。对于实际应用，由于EPR导引与纠缠的本质差异，如何防止其退相干仍然是一个挑战。在这里，我们通过实验证明了高斯EPR转向和纠缠在有损和噪声环境中使用基于测量的无噪声线性放大的蒸馏。与纠缠蒸馏不同的是，EPR操纵蒸馏除了提高可操纵性外，还存在可操纵区的扩展。我们证明，当基于Bob或Alice的测量结果实施NLA时，在EPR转向的蒸馏之后，双向或单向可转向区域被扩展。我们还表明，NLA有助于提取密钥不安全的区域中的设备无关的量子密钥分发与EPR转向。我们的工作为在实际的量子信道中利用EPR操纵的量子通信铺平了道路。
2022-05-26 quant-ph
Efficient noiseless linear amplification for light fields with larger amplitudes
我们提出并研究了一个利用连续光子加法实现相干态非确定性无噪声线性放大的方案，即$(\hat a^{\dagger})^2$，其中$(\hat a^{\dagger})^2$是光子产生算符。我们比较它与以前的建议，使用光子加法，然后减法，$\hat a \hat a^\dagger$，其中$\hat a$是光子湮灭运营商，作为一个适当的放大器只适用于弱光场。我们表明，当相干态的振幅是$|α| \gtrsim 0.91$，$(\hat a^{\dagger})^2$操作作为一个更有效的放大器相比，$\hat a \hat a^\dagger$操作的等效输入噪声。使用$\hat a \hat a^\dagger$和$(\hat a^{\dagger})^2$作为基本构建块，我们比较了使用$(\hat a \hat a^\dagger)^2$，$\hat a^{\dagger 4}$，$\hat a \hat a^\dagger\hat a^{\dagger 2}$，和$\hat a^{\dagger 2}\hat a \hat a^\dagger$的相干态的组合放大，并显示$(\hat a \hat a^\dagger)^2$，$\hat a^{\dagger 2}\hat a \hat a^\dagger$，和$\hat a^{\dagger 4}$表现出最强的无噪声性能$|α| \l…
2015-12-26 quant-ph
Quantum Repeater using Two-Mode Squeezed States and Atomic Noiseless Amplifiers
本文提出利用固态量子比特无噪声放大来存储并纯化受损耗双模压缩真空态，以概率性增强纠缠，并用于多量子比特寄存器和长距离QKD量子中继器。
2022-11-28 quant-ph
A complete characterisation of the heralded noiseless amplification of photons
光子的无噪声放大最近被证明是一种克服复杂量子通信任务中损失的方法。特别是，为了克服传输损耗，可以允许违反贝尔不等式的检测漏洞，设备无关的量子密钥分发（DI-QKD）。预言光子放大器的几种实现方式已经被提出，并实现了原理实验的第一个证明。在这里，我们提出了这种设备的第一个完整的特性，以测试其功能限制和DI-QKD的潜力。该装置在电信波长下进行测试，并显示出能够克服与通过单模电信光纤的$20\, \rm km$的传输相对应的损耗。我们展示了具有增益$>100$和预示概率$>83 % $的预示光子放大器，这是使用Clauser-Horne-Shimony-Holt（CHSH）不等式的DI-QKD协议所要求的。光子放大器显然代表了在现实世界和典型网络距离上实现DI-QKD的关键技术。
2013-06-14 quant-ph
Noiseless linear amplification in quantum target detection using Gaussian states
量子目标检测的目的是利用量子技术来实现目标检测的性能，而这是通过纯粹的经典手段无法实现的。量子照明就是一个例子，基于信号-空闲纠缠，有希望在误差指数上比其最佳经典对应物有潜在的6 dB优势。到目前为止，实现这种最佳接收的接收器设计仍然难以捉摸，许多基于高斯过程的建议似乎无法利用高斯状态源中包含的量子信息。本文考虑在基于量子照明的量子目标检测协议的检测阶段使用无噪声线性放大器。这种非高斯放大器提供了一种在不增加噪声的情况下概率性地放大输入信号的手段。考虑对称性假设检验，导出了双模压缩真空态和相干态经典基准的量子相干态的量子相干态的探测误差界，并分析了探测误差概率的极限。我们的研究结果表明，在这样的方案中，潜在的量子优势被放大，即使在量子照明单独提供没有优势的制度，从而扩展其潜在的用途。对于相干态，情况就不同了，相干态的性能一般受没有放大的情况的限制。
2022-06-14 quant-ph
Implementation of a non-deterministic optical noiseless amplifier
量子力学规定，任何独立于输入信号相位工作的放大器都必须引入一些多余的噪声。这种无噪声放大器的不可能性源于量子演化的幺正性和线性。规避这种限制的一种可能方法是通过测量中断这种演变，提供能够预示成功且无噪声的扩增事件的随机结果。在这里，我们展示了一个成功的实现这样一种方法，我们使用量子零差层析成像的放大相干态进行了充分的表征，并观察到一个强大的预示放大，约6dB的增益和噪声水平显着小于任何普通的相位无关设备允许的最小值。
2009-12-10 quant-ph
Hybrid Heralded Noiseless Amplification with Finite-Cutoff Quantum Scissors
University of Queensland（昆士兰大学）
该研究在两个单模压缩器间插入有限截止量子剪刀NLA，探究其混合放大器的增益提升机制，发现随截止值增加保真度提升，高截止时趋近理想NLA性能。
2026-09-07 quant-ph
Phase Estimation of Coherent States with a Noiseless Linear Amplifier
量子态的放大不可避免地伴随着在输出端引入噪声。对于具有预示成功的概率的协议，理论上无噪声线性放大仍然是可能的。当协议成功时，它可以导致输出是输入的无噪声放大副本。当协议不成功时，输出状态降级并且通常被丢弃。概率协议可以改善某些量子信息协议的性能，但如果考虑整个统计量，则不适用于计量学。通过计算无噪声线性放大器的量子费舍尔信息，计算了无噪声线性放大器对相干态相位估计的精度极限，结果表明，平均而言，无噪声线性放大器并不能提高相位估计的精度.我们还讨论了避免测量可以减少估计成本的情况。
2016-12-01 quant-ph
Utility of noiseless linear amplification and attenuation in single-rail discrete-variable quantum communications
University of Queensland（昆士兰大学）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）；A*STAR Quantum Innovation Centre (Q.InC), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR)（新加坡科技研究局量子创新中心）；Q-CTRL
本文研究了无噪声线性放大和衰减在单轨离散变量量子通信中的应用，通过优化测量提升传送保真度和超密集编码的量子优势。
2026-05-06 quant-ph
Optimal architecture for a non-deterministic noiseless linear amplifier
非确定性量子无噪声线性放大器是一种新技术，在基础理论和新的应用方面都很有意义。使用无噪声线性放大器，可以执行诸如提高量子密钥分发性能和净化有损信道等任务。涉及线性光学和光子计数的无噪声线性放大器的先前设计是非最优的，因为它们具有低于由广义量子测量理论给出的理论界限的成功概率。本文开发了一个理论模型，达到这一极限。我们计算了这种新模型对相干态和EPR纠缠态的保真度和成功概率。
2013-07-28 quant-ph
Noiseless Loss Suppression for Entanglement Distribution
本文将无噪声放大与衰减配对方案从量子态直传扩展到纠缠分发，证明在纯损耗信道前后正确组合两种技术可恢复 TMSV、NOON、W 和 GHZ 态，并发现 W 态和 NOON 态无需无噪声衰减即可抑制损耗，从而揭示 GHZ 与 W 态纠缠的操作性差异。
2025-05-06 quant-ph
Saturating the Maximum Success Probability Bound for Noiseless Linear Amplification using Linear Optics
本文提出首个线性光学NLA协议，通过将Knill-Laflamme-Milburn近确定性隐形传态机改造为放大器，渐近达到最大成功概率界限。
2023-10-26 physics.optics quant-ph
Memory-based Probabilistic Noiseless Amplification of Coherent states
我们分析表明，概率放大的弱相干态存储在一个原子介质中，可以通过检测相干散射光子。我们表明，这是因为集体激发之间的原子系综。我们描述了放大的物理过程，并确定了放大过程中发生的故障事件。放大是通过相干映射的弱相干态的$Λ$级原子的系综，随后由多个拉曼散射光子的检测，有条件地投射到放大状态的相干状态检索。
2019-11-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A high-fidelity noiseless amplifier for quantum light states
噪声是克隆或放大任意量子态的代价。与线性相位不敏感放大器相关的量子噪声只能通过放松确定性操作的要求来避免。在这里，我们提出了实验实现的概率无噪声线性放大器，能够放大相干态的最高水平的有效增益和最终状态保真度曾经达到。这种高保真放大方案基于光子加法和减法的序列，其特征在于显著的放大和低失真，通过增强部分重叠的量子态之间的区分或通过恢复在有损信道上传输的信息，可以成为量子通信和计量学的必要工具。
2010-04-20 quant-ph
Noiseless Linear Amplifiers for Multimode States
宽带量子光脉冲内不同频率分量之间的纠缠结构在纠缠产生时形成，代表了许多多体量子信息应用的实际递送的有希望的路线。然而，这种应用的可扩展性在很大程度上受到光子损失引起的纠缠退相干的限制。一个有前途的方法，以打击这种损失是无噪声线性放大。然而，虽然已经有各种在单模态上实现无噪声线性放大的过程，但是迄今为止还没有提出在携带多模结构的量子态上实现无噪声线性放大。在这项工作中，我们关闭这一差距，提出了一种新的无噪声线性放大器（NLA）与光子催化（PC），即，PC-NLA。构建一个现有的NLA的多模版本，使用量子剪刀（QS），QS-NLA，然后我们展示了如何的PC-NLA是兼容的QS-NLA，即使前者使用一半的物理资源，后者。然后，我们将我们新开发的多模NLA框架应用于连续变量（CV）纠缠蒸馏问题，确定纠缠的多模结构如何影响NLA的性能。不同于单模NLA分析，我们发现，一个多模NLA是唯一有效的CV纠缠蒸馏策略时，信道损耗超过一定的阈值-阈值在很大程度上取决于多模结构。本文的研究结果对于在宽带光脉冲中利用复杂纠缠结构的多体量子信息应用的实际实现具有重要的参考价值。
2020-08-19 quant-ph
Noiseless Linear Amplification and Loss-Tolerant Quantum Relay using Coherent State Superpositions
提出一种基于相干态叠加的多光子量子剪刀遥放大器推广方案，实现完美保真度的无噪声线性放大，并证明其可作为多进制相移键控相干态的容损量子中继及用于连续变量纠缠提纯。
2022-11-15 physics.optics quant-ph
Quantum phase communication channels assisted by non-deterministic noiseless amplifiers
我们解决量子$M$ -ary相移键控（PSK）通信信道中存在的相位扩散，并分析使用概率无噪声线性放大器（NLA），以提高性能的相干信号。我们考虑静态和动态相位扩散和评估的信道性能的理想和现实的相位接收机。我们的研究结果表明，在信号准备阶段使用的NLA是一个有用的资源，特别是在弱信号的政权。我们还讨论了NLA的使用之间的相互作用，和动态噪声发生的记忆效应，在确定信道的容量。
2019-09-16 quant-ph
Reduced decoherence using squeezing, amplification, and anti-squeezing
损耗和退相干是光的非经典态在长距离传输中的主要问题。最近的研究表明，通过在通过有损信道传输量子态之前应用概率无噪声衰减器，然后进行概率无噪声放大，可以减少退相干的影响（M。Micuda等人，Phys.Rev.Lett. 109，180503（2012））。在这里，我们表明，类似的结果可以得到某些类型的宏观量子态的压缩传输前的信号，然后确定性放大和反压缩，以恢复原来的振幅的状态。这种方法可以大大减少非高斯态，如薛定谔猫态的传输中的退相干的影响，而不会降低任何数据传输速率。
2018-09-14 quant-ph
Noiseless linear amplification-based quantum Ziv-Zakai bound for phase estimation and its Heisenberg error limits in noisy scenarios
本文在量子 Ziv-Zakai 界框架下，采用无噪线性放大技术优化相干态探针，研究了噪声场景下的相位估计性能，并推导了两种 Heisenberg 误差极限，为复杂量子信息处理任务提供了理论指导。
2024-04-22 quant-ph
Noiseless attenuation using an optical parametric amplifier
预示无噪声放大的过程和预示无噪声衰减的逆过程在量子通信的背景下具有潜在的应用。虽然几种不同的物理实现的预示无噪声放大器，现在已经证明了预示无噪声衰减器的研究已在很大程度上局限于基于分束器的方法。在这里，我们表明，光参量放大器（OPA），结合适当的预示，也可以作为一个预示无噪声衰减器。光放大器作为衰减器的违反直觉的使用是唯一可能的，因为该设备的概率性质。
2017-10-09 quant-ph
Theory of noiseless phase-mixing amplification in a cavity optomechanical system
量子力学对放大的极限的研究，无论从基础层面还是从潜在应用的角度来看，都是一个重要的课题。我们在这里提出了一种新的设置的光机械放大器，由一个机械谐振器分散耦合到一个光机械腔周围的机械边带不对称驱动。我们表明，在一般的理由，本放大器工作在一个新的制度-我们在这里称之为相位混合放大。同时，对于适当的参数选择，这里提出的放大器作为相敏放大器操作。此外，我们表明，这两种配置允许放大低于标准的量子限制在一个参数范围内兼容的微波电路光力学的当前实验。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Noiseless loss suppression in quantum optical communication
我们提出了一个有耗量子信道上直接量子态传输中有条件抑制损耗的协议。该方法的工作原理是在通过有损信道传输之前对输入状态进行无噪声衰减，然后对输出状态进行无噪声放大。该方法不增加任何噪声，因此保持了量子相干性。我们在真空态和单光子态构成的子空间中实验证明了它，并考虑了它的普遍适用性。
2012-06-13 quant-ph
Fault-tolerant one-way noiseless amplification for microwave bosonic quantum information processing
本文提出基于一维四节点团簇态、CPHASE和QND的微波无噪声线性放大器，无需PNRD即可补偿ADC损耗，并在量子传感与SKG中优于QS-NLA。
2023-12-07 quant-ph
Characterizing non-deterministic noiseless linear amplifiers at the quantum limit
我们解决的非确定性无噪声线性放大器（NLA）的增益参数的表征和比较不同的估计策略，使用量子估计理论的工具的性能。首先，我们表明，与天真的期望相反，后选择仅放大状态并不能提供最准确的估计。然后，我们专注于NLA的最小实现，即通过耦合输入状态到一个两级系统获得的，并表明，通过测量整个复合系统获得的最大量的信息的增益的NLA。这种最佳情况下的量子费舍尔信息（QFI）的一些细节进行了分析，并比较后选择状态的QFI，无论是成功的和不成功的放大。最后，我们表明，充分提取的可用信息时，实现了非确定性的过程中，由Lüders仪器。本文还分析了用单模纯态探测NLA和测量光场或量子数所能达到的精度，并详细讨论了压缩真空和相干态的具体情况。
2019-01-22 quant-ph
Teleamplification on the Borealis boson-sampling device
本文将远程放大理论方案适配至 Borealis 玻色采样设备，实验演示可变增益的压缩真空态无噪声线性放大，保真度达 50%–93%。
2023-12-07 quant-ph
Parametric image amplification in optical cavities
我们展示了在含有参量振荡器的腔中无噪声放大光学图像的可能性。考虑了平面镜共焦环形腔，并与平面腔的情况进行了比较。在后一种情况下，系统在严重的空间限制下工作，而在共焦情况下，有可能在均匀地放大整个图像的同时保持信噪比。
1999-07-26 quant-ph
Noiseless quantum measurement and squeezing of microwave fields utilizing mechanical vibrations
强烈放大振荡信号的两个正交幅度的过程必然会增加噪声。或者，如果一个正交信号中的信息在相敏放大中丢失，则可以完全重建另一个正交信号。在这里，我们证明了这样一个近乎完美的相敏测量使用腔光机计划，其特征在于一个非常小的噪声小于0.2量子。我们还观察到微波辐射强烈压缩8分贝以下的真空。明亮的压缩微波源开辟了量子系统操纵的应用，甚至在适度的低温下也可以使用无噪声放大。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement distillation rates exceeding the direct transmission bound
该研究实验演示了通过对称分配损耗来提高无噪声线性放大的成功概率，从而提升纠缠蒸馏速率，为可扩展量子中继器和高效长距离量子通信奠定关键基础。
2025-03-27 quant-ph
Heralded photon amplification for quantum communication
基于单光子源和线性光学的预示无噪声放大非常适合基于离散变量的长距离量子通信任务。我们实验证明这样的放大器，在电信波长工作。对于具有最大预期增益G=2的状态，以增益G=1.98+/-0.2执行相干放大。我们还证明了在初始信号状态和放大器所使用的本地辅助光子之间不需要稳定的相位参考。这些结果突出了量子放大器在长距离量子通信中的潜力，并使设备无关的量子密钥分发更近了一步。
2012-03-16 quant-ph
Deterministic amplification of Schroedinger cat states in circuit quantum electrodynamics
提出了一种基于最优状态转移的确定性放大光子薛定谔猫态的动力学方案。该方案可以在强耦合量子位腔系统中实现，并且非常适合于最先进的超导电路的能力。理想的分析方案进行比较与开放的Jaynes-Cummings模型与现实的设备参数的完整模拟。这种放大工具可用于非经典连续变量态的实际量子信息处理。
2015-08-05 quant-ph
Violation of Bell's inequalities with pre-amplified homodyne detection
我们表明，在基于纠缠相干态的方案中使用概率无噪声放大来测试量子非局域性提供了很大的优势。事实上，当放大被嵌入到测试本身中时，伪造Bell-CHSH非局部性测试的阈值幅度显著降低。这种有益的效果也适用于检测效率低下的情况。我们的研究有助于肯定无噪声放大作为一个有价值的工具，相干信息处理和产生的玻色子系统的强非经典状态。
2013-05-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Measurement of motion beyond the quantum limit by transient amplification
通过同时但不相等的机电放大和冷却过程，我们创造了一种几乎无噪声的机械运动脉冲测量方法。我们使用瞬态机电放大（TEA）监测一个单一的运动正交与总增加的噪声$-8.5\pm2.0$ dB相对于零点运动的振荡器，或等效的量子限制，同时测量两个机械正交。我们证明，TEA可以用来解决精细结构的相空间中的机械振荡器通过层析重建的密度矩阵的压缩状态的运动。在没有任何干扰或减去噪声的情况下，我们直接观察到低于振荡器零点运动的压缩方差$2.8\pm 0.3$ dB。
2019-10-04 quant-ph
Noise powered amplification in CV quantum key distribution
放大在经典通信协议中起着关键作用，它可以补偿不可避免的信号损失。然而，当我们进入量子领域时，这种方法开始出现问题，因为标准类型的放大器通常伴随着过量的噪声，这会间接影响所使用状态的量子特征。最近，已经提出了几种不受此特征影响的“无噪声”放大器。在这些放大器中，一个突出的是噪声功率放大器，它的行为是不相干的，通过添加“正确”的噪声放大信号。在这里，我们表明，尽管不相干，这使得放大器不适合的协议，如纠缠蒸馏，增加的噪声是不是一个大问题，在量子密钥分发任务，可以在某些情况下是有益的。
2014-07-29 quant-ph
Quantum key distribution with delayed privacy amplification and its application to security proof of a two-way deterministic protocol
隐私放大（PA）是量子密钥分发（QKD）中一个重要的后处理步骤，用于去除窃听者可能拥有的关于最终密钥的任何信息。在本文中，我们考虑延迟PA的最终密钥使用后，在一次一密加密，并证明其安全性。我们证明了延迟PA的安全性和密钥生成速率不受影响。延迟PA有两个应用：它作为一种工具，大大简化了安全性证明的QKD与双向量子信道，也是有用的QKD网络与可信中继。为了说明延迟PA思想的强大功能，我们使用它来证明基于量子位的双向确定性QKD协议的安全性，该协议使用四个状态和四个编码操作。
2012-03-09 quant-ph
Protecting sing-photon multi-mode W state from photon loss
单光子纠缠在当前量子通信中具有重要意义。然而，它对光子损失敏感。本文讨论了无噪声线性放大对单光子多模W态的保护。结果表明，可变光纤分束器的放大系数只与分束器的传输系数有关，而不随空间模数的变化而变化。该协议在当前的量子信息处理中可能是有用的。
2014-02-08 quant-ph
