Suppressing Amplitude Damping in Trapped Ions: Discrete Weak Measurements for a Non-unitary Probabilistic Noise Filter
本文提出低开销的非幺正概率滤波协议，通过离散弱测量抑制囚禁离子纠缠态中的振幅阻尼噪声，保护最大纠缠对免受自发散射退化，实现单拷贝准蒸馏。
2022-09-06 quant-ph
Entanglement-Induced Resilience of Quantum Dynamics
The University of Hong Kong（香港大学）；Shenzhen International Quantum Academy（深圳国际量子学院）；Fudan University（复旦大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
该研究通过纠缠增长机制保护量子动力学免受噪声影响，揭示了纠缠与动态稳定性的联系，并为设计抗噪声的量子设备提供了指导。
2026-10-06 quant-ph
Excluded states in entangled systems: technical and conceptual aspects
由于不可能将确定的状态归属于纠缠系统的组成部分，这就限制了泡利原理在这一背景下的适用范围。我们分析的概念和物理方面的问题，通过研究的实际范围的原则和相关系统中的排斥的概念扩展的可能性。当纠缠较弱时，如氦原子的典型情况，该原理可以近似地应用。非完备性质集的概念在论证中起着至关重要的作用，它也澄清了原子量子数的物理意义;它们是多粒子性质，而不是单电子性质。相反，对于强纠缠，被排除的状态是独立的原则。我们描述了其中的一些状态，很多时候是由多费米子态的对称性决定的。
2018-06-07 quant-ph
Comment on "Using an atom interferometer to infer gravitational entanglement generation''
我们的论文arXiv：2101.11629包含一个技术错误，它改变了一些结论。我们感谢斯特列尔佐夫、佩德纳莱斯和普莱尼奥让我们注意到这个错误的本质。在这里，我们解释的错误，检查其后果，并建议的方法来克服由此产生的弱点，在拟议的实验。
2021-11-08 quant-ph
Quantum relays and noise suppression using linear optics
概率量子非破坏（QND）测量可以使用线性光学和后选择来执行。在这里，我们展示了这种QND设备如何以简单的方式用于实现量子中继，该中继能够通过抑制检测器噪声的影响来扩展量子密码系统的范围。与量子中继器不同，量子中继系统不需要纠缠纯化或存储光子的能力。
2002-05-03 quant-ph
Self-testing of Pauli observables for device-independent entanglement certification
我们提出了自我测试协议，以证明存在的泡利测量的最大纠缠态的局部尺寸$2^n$ $n\in\mathbb{N}$的张量积。这提供了在任意高维度上的信息完整测量的自测试。然后，我们表明，这可以用于设备无关的认证的所有二分纠缠态的纠缠利用连接到测量设备无关的纠缠证人和量子网络。这项工作扩展了一个更紧凑的平行工作在同一主题，并提供了所有需要的技术证明。
2018-12-03 quant-ph
Entanglement-assist cyclic weak-value-amplification metrology
本文将功率循环腔引入纠缠辅助弱测量系统，发现纠缠与循环在不同维度上提升探测效率和Fisher信息，并通过参数选择平衡走离误差、利用功率循环抑制读出噪声，从而深化了对弱测量计量优势的理解。
2024-06-06 physics.optics quant-ph
Sparsity-Driven Entanglement Detection in High-Dimensional Quantum States
针对传统高维量子纠缠检测方法数据需求大、抗噪性差的问题，提出基于稀疏性的检测框架，通过ℓ₁正则化重构提升纠缠认证能力，兼容现有量子光学平台。
2025-11-16 physics.optics quant-ph
Experimental Quantum Channel Purification
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Tsinghua University（清华大学）；University of Oxford（牛津大学）
本研究针对量子网络信道噪声问题，提出利用光子空间与偏振特性、基于双Fredkin门的实验性量子信道纯化方案，实现多类型多水平噪声抑制，在纠缠分发场景下抗噪保纠缠性能优于传统方法。
2025-10-31 quant-ph
Demonstration of Entanglement Purification and Swapping Protocol to Design Quantum Repeater in IBM Quantum Computer
量子通信是一种安全的方式来传输量子信息，并与网络中的远程合法方进行通信。虽然已经实现了长距离通信，但是由于通过传输信道的信息的不可避免的损失而产生技术问题。量子中继器可以利用纠缠交换和量子净化方案来扩展距离尺度。在这里，我们通过上述两个过程演示了量子中继器的工作。我们使用IBM的实量子处理器ibmqx 4来产生两对纠缠的量子比特，并设计一个等价的量子线路，从而交换两对量子比特之间的纠缠。然后，我们开发了一种新的纯化协议，提高了纠缠度在嘈杂的信道，包括位翻转，相位翻转和相变错误的组合错误。我们利用量子态层析技术验证了两对量子比特之间的纠缠交换和纯化协议的有效性。
2018-03-11 quant-ph
High-fidelity remote entanglement of trapped atoms mediated by time-bin photons
本研究通过时间箱光子介导实现了远程囚禁原子量子比特存储器间的高保真纠缠，利用基于测量的错误检测和抑制原子反冲误差，达到97%的纠缠保真度，并证明超过99.9%的保真度是可行的。
2024-06-03 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Measurement-based Dynamical Decoupling for Fidelity Preservation on Large-scale Quantum Processors
针对大规模量子处理器的退相干问题，提出基于测量的动态解耦（MDD）协议，通过部分测量确定控制门且测量开销线性扩展，理论证明其纠缠保真度最优，实验在IBM Eagle处理器上显著提升量子算法性能，为大规模量子计算提供有效退相干抑制方案。
2025-11-17 quant-ph
Geometric methods in quantum information and entanglement variational principle
本文综述了量子信息中的几何方法，并为纠缠、相干性和反平坦性等量子资源建立了通用的作用量原理框架，同时讨论了双量子比特系统的情况。
2024-03-19 quant-ph
Noise suppression in a temporal-multimode quantum memory entangled with a photon via asymmetrical photon-collection channel
在多模原子存储器和光子之间产生纠缠的量子接口（QIs）形成了多路复用中继器节点，并有望大大提高量子中继器速率。最近，利用冷原子实现了与光子纠缠的时间多模自旋波存储。然而，由于多模操作中产生的额外噪声，自旋波光子纠缠的保真度显着降低与模式数。到目前为止，通过抑制附加噪声来提高时间多模纠缠保真度的方法还没有被探索。在这里，我们提出并实验证明了一种方案，可以抑制额外的噪声的时间复用QI。该方案使用非对称通道来收集来自时间复用QI和从时间复用QI取回的光子。为了进行比较，我们还建立了一个QI，使用对称通道的光子收集。当QI存储14个模式时，使用非对称和对称光子收集通道的QI的测量贝尔参数S分别为2.36+/-0.03和2.24+/-0.04，表明使用非对称通道的QI引起纠缠保真度增加3%，即，与使用对称的QI相比，附加噪声降低了1.7倍。另一方面，使用非对称和对称集合的14模纠缠量子干涉仪分别在高达25 us和20 us的存储时间内保持对贝尔不等式的违反，表明非对称量子干涉仪具有更高的纠缠存储性能。
2021-10-31 quant-ph
Entanglement Detection for Two-Qubit and Three-Qubit Pure States via Unitary Transformations and Ancilla State Measurements
School of Science, Zhejiang University of Science and Technology（浙江科技大学理学院）；School of Mathematical Science, Capital Normal University（首都师范大学数学科学学院）
本文针对量子纠缠检测问题，基于酉变换和辅助测量提出量子电路方案，可直接测量两体并发度和三体3 - 缠结纠缠度量，无需全量子态层析成像，为纠缠特性实验表征及多体纠缠资源应用奠定基础。
2026-07-17 quant-ph
Fundamental error bound for entanglement generation between interacting Rydberg atoms
Institute of Electronic Structure and Laser and Center for Quantum Science and Technologies, FORTH（电子结构与激光研究所及量子科学与技术中心，FORTH）；University of Crete（克里特大学）；A. Alikhanyan National Laboratory (YerPhI)（阿·阿里哈尼扬国家实验室（耶尔皮））
该研究通过量子最优控制方法，实现了在瑞利德堡原子相互作用下制备最大纠缠态的高保真度，突破了纠缠生成的基本理论限制。
2026-08-20 quant-ph
Pathways for entanglement based quantum communication in the face of high noise
基于纠缠的量子通信在实际的秘密共享密钥分发中提供了更高的安全性。实现这种安全性的基本原则之一--干涉一个光子将破坏纠缠，从而可以检测到--也是最大的障碍。移动光子的随机遭遇、损耗和技术缺陷使得噪声成为任何量子通信方案中不可避免的一部分，严重限制了可以使用QKD的距离、密钥速率和环境条件。使用光子纠缠在他们的空间自由度，我们表明，高维纠缠增加的抗噪声能力，确实可以利用实际的密钥分配方案。我们在不同水平的环境噪声下在8个纠缠路径中执行量子密钥分发，并显示即使在纠错和隐私放大后，每个光子对仍然超过$1$位的密钥速率，并在噪声水平下证明安全密钥，这将禁止基于量子位的方案工作。
2021-09-11 quant-ph
Device-independent witnesses of entanglement depth from two-body correlators
我们从设备无关的角度考虑量子多体系统中纠缠深度的表征;即，证明有多少粒子是真正纠缠的，而不依赖于对系统本身的假设，也不依赖于所进行的测量。我们使用[J. Tura et al.，Science 344，1256（2014）]并计算它们的$k$ -乘积边界。为此，我们提出了两个互补的方法：第一，变分的，产生一个可能的最佳$k$ -producible状态。第二，基于量子边际问题的松弛，通过半定程序的最优性证明。数值结果表明，一个清晰的模式上$k$生产的大系统尺寸的界限，然后我们处理分析的热力学极限。与现有的DIWED相反，我们在这里提出的DIWED可以通过仅访问集体测量及其二阶矩来有效地测量。这些技术要求在当前的实验中得到满足，这些实验已经在检测$5\cdot 10^2 \sim 5 \cdot 10^5$原子的量子多体系统中的贝尔相关性的背景下进行。
2019-04-09 quant-ph
Carrier-Assisted Entanglement Purification
Aalborg University（奥尔堡大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
提出一种利用单拷贝纠缠态量子存储器和传输单量子比特的载子辅助纠缠提纯协议，通过分析噪声信道条件并采用多载子方案，使固定点保真度趋近于1，显著降低实验开销。
2026-10-09 quant-ph
Dark state adiabatic passage with branched networks and high-spin systems: spin separation and entanglement
绝热方法对于量子信息协议具有潜在的重要性，因为它们对许多技术和基本噪声源具有鲁棒性。它们对于量子传输特别有用，并且在某些情况下是基本的量子门。在这里，我们探讨了一个特定的协议，暗态绝热通道，其中自旋状态是跨分支网络的初始化自旋，包括一个“输入”自旋，和多个叶自旋运输的扩展。我们发现，最大的纠缠产生在自旋半粒子的系统中，或系统仅限于一个激发。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Improving the efficiency of joint remote state preparation in noisy environment with weak measurement
量子保密通信为保护信息安全提供了新的途径。作为量子保密通信的重要组成部分，远程态准备（RSP）可以将量子态从发送端安全地传输到远程接收端。量子噪声的存在严重影响了量子通信系统的安全性和可靠性。本文研究了利用弱测量及其反向测量提高噪声环境下联合RSP（JRSP）效率的方法。以一个基于GHZ的确定性JRSP为例，首先利用弱测量及其反转技术抑制振幅阻尼噪声的影响。我们的研究表明，在振幅阻尼噪声中，输出状态的保真度可以得到改善。我们还研究了弱测量及其反转在其他三种噪声中的影响，即在现实世界中经常遇到的位翻转，相位翻转（相位阻尼）和去极化噪声。结果表明，弱测量对比特翻转噪声和相位翻转（相位阻尼）噪声没有抑制作用，而对去极化噪声的抑制作用很小。本文的研究结果适用于JRSP和RSP，对提高多粒子纠缠量子保密通信的效率具有一定的指导意义。
2016-12-19 quant-ph
Localizing entanglement in high-dimensional states
本研究通过分析可局域化纠缠和辅助纠缠的渐近行为，提出并验证了一种基于辅助纠缠的多项式时间测试，证明在转换大型线性簇态为GHZ态时局域克利福德酉变换和局域泡利测量通常不劣于一般局域酉变换和全局测量，并推导了浓度不等式揭示测量局域性的关键影响。
2025-10-09 quant-ph
99.92%-Fidelity CNOT Gates in Solids by Filtering Time-dependent and Quantum Noises
不可避免的与库的相互作用大大降低了非局域门的性能，这阻碍了实际的量子计算的存在。在室温下，我们通过抑制固态自旋系统中的复杂噪声，实现了保真度为99.920（7）%的受控非门。我们发现，在以往的工作中，保真度限制在99%是由于只考虑了静态噪声，因此，在本工作中，还包括了含时噪声和量子噪声。所有噪声都通过精心设计的整形脉冲进行动态校正，使误差低于$10^{-4}$。剩余门误差主要来自纵向弛豫和波形畸变，这两个方面都可以在技术上进一步减小。我们的抗噪声方法是通用的，并将有益于其他固态自旋系统。
2022-12-06 quant-ph
Distributed quantum sensing with a mode-entangled network of spin-squeezed atomic states
量子传感器用于精确计时、场传感和量子通信。例如，这些传感器的分布式网络之间的比较能够同步不同位置的时钟。传感器网络的性能受到技术挑战以及与用于实现网络的量子态相关联的固有噪声的限制。对于在每个节点处仅具有局部纠缠的网络，网络的噪声性能最多以节点数量的平方根提高。在这里，我们证明了网络节点之间的非局域纠缠提供了更好的缩放与网络规模。一个共享的量子非破坏性测量纠缠了一个最多有四个节点的时钟网络。该网络的精度比没有非局域纠缠的网络高出4.5 dB，比在量子投影噪声限制下运行的传感器网络高出11.6 dB。我们证明了一般性的方法与原子钟和原子干涉仪协议，在科学和技术相关的配置优化的传感器输出的固有差分比较。
2022-05-12 quant-ph
Entanglement distribution via satellite: an evaluation of competing protocols assuming realistic free-space optical channels
Centre for Quantum Computation and Communication Technology, School of Mathematics and Physics, University of Queensland（昆士兰大学数学与物理学院量子计算与通信技术中心）
本文评估了基于卫星的纠缠分发协议，在现实自由空间光学信道条件下，比较了不同网络拓扑和方案的性能，发现三卫星网络中分布式NLA方案最优，地面-卫星-地面网络中通过中央卫星分发DV资源最优。
2026-02-01 quant-ph
Direct comparison of two spin squeezed optical clocks below the quantum projection noise limit
构建可扩展的量子系统，展示基于纠缠的真正性能增强是包括计算，网络，模拟和计量学在内的领域的主要科学目标。巨大的挑战来自于越来越大的量子系统中纠缠的脆弱性。利用大量原子的光学原子钟推动了测量科学的前沿，建立在量子态的精确工程和原子相互作用的控制之上。然而，当今最先进的光学原子钟受到由许多不相关原子定义的量子投影噪声（QPN）的限制。关于产生原子自旋压缩态的开创性工作已经显示了将纠缠集成到性能最好的时钟中的途径。然而，为了在工作时钟中直接展示量子纠缠的优势，我们必须防止降低量子相干性并引入不受控制的扰动的反作用效应，以及最小化来自询问时钟激光器的技术噪声的影响。本文提出了一种新的集成集体强耦合腔QED的光钟平台，用于量子非破坏（QND）测量。优化自旋测量精度和相干性损失之间的竞争，我们测量了1.9 × 10 $^4$原子的-1.8（7）dB的Wineland参数，从而验证了纠缠的存在。此外，移动晶格允许腔单独寻址两个独立的子系综，使我们能够连续自旋挤压两个时钟系综并比较它们的性能。两个压缩时钟之间的这种差分比较直接验证了在10 $^{-17}$的测量精度水平下，在QPN以下2.0（3）dB和标准量子极限（SQL）以上0.6（3）dB的增强的时钟稳定性，而没有减去任何技术噪声贡献。
2022-11-17 physics.atom-ph quant-ph
Squeezed superradiance enables robust entanglement-enhanced metrology even with highly imperfect readout
针对纠缠量子计量受读出噪声和耗散限制的问题，提出一种结合放大与压缩涨落的耗散协议，可在显著读出噪声下超越 SQL，并仅需大集体协同性即可抵抗单自旋耗散。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement-Assisted Quantum Error-Correcting Codes over Local Frobenius Rings
在本文中，我们提供了一个框架，构造纠缠辅助量子纠错码（EAQECCs）从经典的加法码在有限交换局部Frobenius环$\mathcal{R}$。在该框架的核心，这是我们的论文的主要技术贡献之一，是一个过程来构建，添加剂代码$\mathcal{C}$在$\mathcal{R}$，生成集$\mathcal{C}$是在标准形式，这意味着它纯粹由各向同性发电机和双曲对。此外，当$\mathcal{R}$是Galois环时，我们给出了由$\mathcal{R}$上的加性码构造EAQECC所需的最小最大纠缠量子对数的精确表达式，推广了有限域上EAQECC的已知结果.我们还演示了如何添加额外的坐标的加法代码可以给我们一定程度的灵活性，在确定的EAQECCs，从我们的建设结果的参数。
2023-01-08 cs.IT math.IT quant-ph
Disordered monitored free fermions
本文研究了连续监控下随机势场中的自由费米子，发现临界相在有限无序度下保持稳定且符合BKT普适类，同时监控会破坏局域化，为在电子系统中探测相变和量子控制开辟了新途径。
2023-10-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
