New entropic inequalities for qudit(spin j=9/2)
我们考虑了单量子态（自旋j=9/2）的信息特征，如冯诺伊曼熵，冯诺依曼互信息.我们回顾了这些信息特征的不同数学性质：次可加性和强次可加性条件，Araki-Lieb不等式。这些不等式是复合系统（二分系统，三分系统）的熵不等式，但它们可以写成非复合系统。利用密度矩阵，以显式矩阵形式描述非复合量子态，证明了单量子态（自旋j=9/2）的新的熵不等式.此外，我们还考虑了qudit玩具模型的vonNeumann信息作为实参数的函数。所得到的不等式描述了单量子系统中的量子隐关联。
2018-07-01 quant-ph
Qubit representation of qudit states: correlations and state reconstruction
提出了一种建立一般量子态的量子比特分解的方法。这种新的表示允许在布洛赫球中的任何量子态的几何描述。此外，我们还证明了量子态的非负性条件意味着组成它的量子比特之间存在量子关联，这些关联被用来定义新的不等式，这些不等式中的密度矩阵分量必须满足.这种不平等的重要性，在一个量子状态的重建处理。作为一般过程的示例，示出了qutrit系统的量子比特分解，其允许通过固定它们的不变量${\rm Tr}(\hatρ^2)$、${\rm Tr}(\hatρ^3)$来对qutrit状态进行分类。
2019-05-13 quant-ph
Simulation of bipartite qudit correlations
我们提出了一个协议来模拟任意二分态的量子关联，当双方根据两个无痕的二元观测量进行测量时。我们表明，$\log(d)$比特的经典通信是足够的平均，其中$d$是两个系统的维数。为了得到这个结果，我们使用抽样方法来模拟量子关联。我们讨论如何使用这种方法的情况下qudits。
2006-08-08 quant-ph
Separability inequalities on N-qudit correlations exponentially stronger than local reality inequalities
在$D^N$维状态空间中，推导了任意纯态或混合态$N$-Qudit态的Bell相关观测量的可分性不等式。我发现状态（连续的状态，如果$D>3$），包括最大纠缠状态，违反这些不等式的一个因素$2^{N-1}$ ;当地的现实贝尔不等式弱得多，其最大违反是由一个因素$2^{(N-1)/2}$。可分性不等式允许仅使用测量的相关性来测试未知状态的纠缠。
2020-01-31 quant-ph
Qubit-portraits of qudit states and quantum correlations
最近提出的量子比特态的量子比特画像的机制，考虑在这里更详细地描述在二分量子比特态的量子关联的存在。在量子力学的层析表示中，Bell不等式被解释为描述两个量子点的量子态的经典联合概率分布族的特殊性质.借助于量子比特画像机制，随机矩阵半群可以与给定的量子态相关联。在此框架下讨论了CHSH不等式的破坏，并举例说明了该方法可以检测到quutrit各向同性态的量子关联，而不能检测到quutrit Werner态的量子关联.
2007-10-10 quant-ph
Entanglement and other quantum correlations of a single qudit state as a resource for quantum technologies
提出了一种将纠缠概念推广到描述单量子态量子关联性质的方法。讨论了新的信息和熵不等式，如次可加性条件、强次可加性条件和自旋为j的任意自旋态对应的单量子点的相对熵的单调性.提出了利用单量子态的量子关联（如纠缠）来发展量子计算和量子通信的新量子技术的设想。考虑了j = 3/2的qutrit和qudit的例子。
2014-09-15 quant-ph
Discrete Fourier-based Correlations for Entanglement Detection
我们介绍了两种形式的相关性的两个$d$ -水平（qudit）系统的纠缠检测。相关性可以通过实验上易于处理的两个局部测量设置来测量，并且它们的可分离边界由离散的基于傅立叶的不确定性关系来确定。它们对于估计Schmidt数的下界是有用的，以便澄清真正量子纠缠的产生。我们还提出了不可分割的条件，多量子系统与量子稳定剂形式主义的另一个作用的相关性的不可分割性问题。
2012-06-06 quant-ph
On the existence of a local quasi hidden variable (LqHV) model for each N-qudit state and the maximal quantum violation of Bell inequalities
我们指定的本地准隐变量（LqHV）模型再现的概率描述的所有N-partite联合冯诺依曼测量的N-量子态。通过这个局部概率模型，我们得到了一个新的上限的最大违反的N-量子态的N-部贝尔不等式的任何类型（无论是在关联函数或联合概率）的S个观测每个网站。这个新的上限不仅提高了所有N，S和d的相应结果一般贝尔不等式在文献中，而且，对于N-量子比特的情况下，每个站点有两个可观的，减少了确切的可达到的上限已知的量子违反相关2x.二分情形下的x2-置贝尔不等式
2016-02-15 math-ph math.MP quant-ph
Error Correlations in Photonic Qudit-Mediated Entanglement Generation
本文提出无需光学开关的光子qudit纠缠生成协议，量化了同时生成纠缠对间的误差关联，并证明优化纯化方案可有效纠正此类关联误差，而所研究的量子纠错码表现较差。
2024-01-12 quant-ph
Mapping Criteria of Nonlocality-Steerability in Qudit-Qubit Systems and Steerability-Entanglement in Qubit-Qudit Systems
纠缠、量子操纵和非定域性是不同的量子关联，它们是各种量子信息和量子计算应用背后的资源。然而，确定它们之间精确的数量关系的中心问题仍然没有得到解决。本文从量子关联的基本概念出发，给出了二分量子比特-量子比特系统中Bell非定域性与量子操纵之间的映射准则，以及二分量子比特-量子比特系统中量子操纵与量子纠缠之间的映射准则.精确的定量映射标准推导解析。这种映射标准与国家的形式无关。特别是，他们涵盖了几个以前著名的研究结果，这只是特殊情况下，在我们的简单的映射标准。
2018-10-24 quant-ph
Non-Pauli errors can be efficiently sampled in qudit surface codes
本文研究了qudit二维表面码在非Pauli错误下的相关性，利用置信传播和渗流理论证明在纠错阈值以下剩余相关性稀疏且局部受限，从而使得综合征可被高效采样。
2023-03-29 quant-ph
Non-existence of invariant EPR correlation for two qudits, d>2
两个量子比特（自旋1/2）单重态具有不变的完美EPR相关：如果两个观察者测量{ \em any}相同的可观测量，则结果总是完美（反）相关的。我们证明了在$d\otimes d$纯的或混合的二分量子态中，如果$d\geq3$。这表明两个量子位单态是长距离传输中的高质量量子信息载体：它们的相关性不受两个量子位的相同随机幺正变换的影响。纠缠的qu $d$对，即$d>2$，不具有此属性。因此，$d$的性质应该只在传输不是长距离传输的协议中使用。
2011-09-07 quant-ph
Steering in spin tomographic probability representation
已知的两个量子比特状态的关联函数的具体不等式的转向属性被转换为具有自旋$j=3/2$的量子比特的状态。由于大多数转向检测不等式是基于关联函数，我们引入类似的功能，为单量子系统。应用量子态的层析概率表示。在双量子比特系统中的关联函数和单量子比特之间的联系是以积分形式表示的，并在层析概率项中显式地计算了纠缠核。
2015-05-14 quant-ph
Toy model for the correlation of qudit bipartite states with maximally mixed marginals
针对高维 qudit 二部最大混合边缘态局域幺正分类难题，本文构造态族并给出不变量，还完整分类了一个双参数两 qutrit 族，将其与纯度和负性关联。
2023-04-23 quant-ph
Qudit-native measurement protocol for dynamical correlations using Hadamard tests
针对 qudit 量子设备难以直接扩展 qubit 的 Hadamard 测试测量动力学关联的问题，提出将 qudit 可观测量分解为酉操作的修改协议，并在自旋-1 XXZ 链猝灭动力学中验证了其在信噪比上的优势。
2025-04-04 quant-ph
Generalized conditional entropy optimization for qudit-qubit states
我们得到了一个一般的近似解的问题，最小化的条件熵的qudit-qubit系统所产生的量子比特上的局部投影测量，这是有效的一般熵形式，并成为严格的限制弱相关。这个熵度量量子点测量后状态的平均条件混合度，并且它在所有局部测量中的最小值表示广义的形成纠缠。在冯诺伊曼熵的例子中，它与量子不和谐直接相关。它表明，在最低的非平凡阶，问题减少到最小化的二次型所确定的系统的相关张量，量子比特的布洛赫矢量和局部熵的平方，只需要对角化的$3\times 3$矩阵。一个简单的几何图片在相关的相关椭球方面也得来，这说明了熵优化和相关访问之间的联系，这是准确的二次熵。该方法使得量子不和谐的一个简单的估计。两个量子比特状态的说明性结果进行了讨论。
2014-10-22 quant-ph
Distribution of spin correlation strengths in multipartite systems
对于双量子比特状态，各向同性强度测量各向同性自旋相关的程度。将各向同性强度的概念推广到多体量子系统，并对三体和四体量子系统的强度分布进行了深入的研究。证明了在$d$维Hilbert空间上任意三个量子态的相对各向同性强度之和不能超过$d-1$，推广了$d=2$的情形.导出了纯三体和四体系统自旋关联强度和的折衷关系和类单偶关系。此外，利用四体态不同子系统之间的自旋关联强度的界来分析量子纠缠。
2019-09-28 quant-ph
Quantum information masking of an arbitrary qudit can be realized in multipartite lower dimensional systems
量子信息掩蔽是一种对子系统隐藏原始量子信息并将其传播到量子关联上的协议，它适用于除二分系统之外的多分系统。本文研究了多体情形下的量子信息掩蔽问题，证明了所有的k能级量子态都可以被掩蔽到一个局部维数d < k且k的上界比量子单例界更紧的m量子系统（m > 4）中.为了直观地观察掩蔽过程，提供了明确控制的操作。我们的方案很好地展示了多体量子系统之间丰富的量子关联，在量子信息处理的安全性方面具有潜在的应用价值。
2022-10-08 quant-ph
No signaling and strong subadditivity condition for tomographic q-entropy of single qudit states
单量子态断层图被示出为具有无信号性质。已知的和新的熵和信息不等式的香农，冯诺依曼和q-熵的复合和非复合系统在这些系统中的相关特征进行了讨论。确定单量子态的自旋层析概率分布被证明满足Tsallis q熵的强次可加性条件。对于j = 5=2，j = 7=2的qudits，考虑了q-熵的新的熵不等式的例子.
2015-04-15 quant-ph
Dynamic equations for three different qudits in a magnetic field
利用Liouville-vonNeumann方程的解复化，得到了三个磁量子在任意的、含时的、外磁场中的局域Bloch矢量和自旋关联函数的封闭方程组.给出了动力学方程的推导算法。在便于重要物理应用的基础上，计算了代数su（2S+1）的结构常数.
2009-04-22 quant-ph
Propagation of spatially entangled qudits through free space
研究了高维量子系统纠缠态的传播。量子态是利用自发参量下转换产生的孪生光子的横向关联产生的。它们的自由空间分布是在实验室规模下进行的，传播态保持了与原始形式的高保真度。纠缠量子比特的使用允许增加可以传输的信息量，并且还可以保证通信方的更多隐私。因此，研究量子纠缠态的传播对于构建量子通信网络具有重要意义。
2006-05-29 quant-ph
Virtual Qudits for Simon's Problem: Dimension-Lifted Algorithms on Qubit Hardware
本文提出在量子比特硬件上模拟四维西蒙算法的方法，通过虚拟四维粒子实现维度提升，展示如何将高维结构嵌入量子比特设备并扩展四维算法。
2025-12-07 cs.CC quant-ph
Quantum correlations in general qubit-qudit axially symmetric states
本文针对具有 U(1) 轴向对称性的任意自旋混合系统，推导了局域量子不确定性和局域量子 Fisher 信息的解析公式，揭示了温度在局部区间可增强甚至产生量子关联，并发现冷却过程中量子关联会发生一系列突变跃迁。
2025-06-05 quant-ph
Shaping frequency entangled qudits
量子比特（量子比特的d维版本）之间的量子纠缠与高级量子信息处理相关，并提供了对量子相关性本质的更深入了解。在连续参量下转换产生的光子对的频率模式中编码量子点使得能够访问高维状态。通过塑造纠缠光子的能谱，我们展示了维度高达4的纠缠量子点的创建，表征和操纵。通过量子态层析重建了它们各自的密度矩阵。对于量子比特和量子，我们还测量了d维贝尔参数对各种纠缠度的依赖性。我们的实验证明了研究$d$它态的高维频率纠缠态物理的能力，这对量子信息科学具有重要意义。
2013-03-25 quant-ph
Broadcasting of quantum correlations in qubit-qudit systems
量子力学性质，如纠缠，不和谐和相干性作为各种量子信息处理任务的基本资源。因此，从少数资源中产生更多资源（通常称为广播）是一项极其重要的任务。其中一种广播战略是通过应用克隆机。本文研究了量子资源在$2 \otimes 2$系统之外的广播。特别地，在$2\otimes3$维，一类状态的纠缠广播无用的特点是选择最佳的通用海森堡克隆机。给出了最大纠缠混合态（MEMS）和双参数类态（TPCS）的广播范围，并对协议进行了验证。该方案的一个重要衍生是在$3 \otimes 3$维上产生部分正转置纠缠态和在$2 \otimes 2$维上绝对可分纠缠态。超越纠缠，在$2 \otimes d$维，不可能最佳广播量子关联超越纠缠（QCsbE）（不和谐）和量子相干性（$l_{1}$ -范数）。然而，提供了一些重要的例证来强调QCsbE和相干性的非最佳广播仍然是可能的。
2019-05-02 quant-ph
Quantum analog of the original Bell inequality for two-qudit states with perfect correlations/anticorrelations
对于偶数量子维$d\geq 2,$，我们引入了一类具有完美相关/非相关关系的两量子态，并通过广义Gell-Mann表示证明了，对于这类两量子态中的每一个，原始贝尔不等式的最大违反由值$3/2$ --某些两量子态上达到的上界--从上而下有界.我们证明了具有任意偶$d\geq 2$的两量子点Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态具有完美的关联/纠缠关系，属于引入的两量子点态类.这些新结果是证明$\frac{3}{2}$上界对原来的贝尔不等式量子破坏的重要步骤。后者将意味着，类似于Tsirelson上界$2\sqrt{2}$指定所有二分量子态的CHSH不等式的量子模拟，上界$\frac{3}{2}$指定所有具有完美相关/纠缠关系的二分量子态的原始贝尔不等式的量子模拟。简要地讨论了实验检验违反原来的贝尔不等式的可能后果。
2019-05-27 math-ph math.MP quant-ph
Higher dimensional entanglement without correlations
理论和实验都表明，即使在没有多体关联的情况下，量子比特之间也可以存在真正的多体纠缠。在这里，我们提供了第一个例子，这种效果在高维系统- qudits。我们构建的状态，其中真正的$N$ -partite纠缠qudits之间的支持，只涉及严格小于$N$粒子的相关性。这种构造在几个方面与量子比特的构造不同。这里介绍的状态是一个自然的测试床，真正的多体量子相关的候选量词。
2018-08-30 quant-ph
Simple criteria for noise resistance of two qudit entanglement
太多的噪音会扼杀纠缠。这是其生产和传播中的主要问题。我们用一种简便的方法研究了由$d\times d$ Hilbert空间描述的二体系统纠缠的抗噪声性。我们的分析使用几何方法，该方法基于这样的事实：如果矢量$\vec{s}$与矢量$\vec {e}$的标量积小于$\vec{e}$的范数的平方，则为$\vec{s}\neq\vec{e}$。我们使用这样的概念的相关张量的可分离态和纠缠态。对于$d>2$，由于没有纯单量子态的布洛赫球，因此很难得到量子对的一般形式的关联张量。该准则是：如果关联张量的最大施密特本征值小于其范数的平方，则该状态是纠缠的。该准则适用于各种类型的噪声混合到初始（纯）状态的情况。这些噪声包括白噪声、色噪声、局部去极化噪声和振幅阻尼噪声。一组广泛的数值和分析结果。由于纠缠的另一个简单判据是Bell不等式的违反，我们也发现了临界噪声参数违反特定的贝尔不等式族（CGLMP），对于最大纠缠态。当$d$趋于无穷大时，我们给出了结果的解析形式.
2016-10-06 quant-ph
Hidden Bell correlations in the four-level atom
我们将已知的两个量子比特的贝尔不等式推广到四能级原子，包括超导电路实现的人工原子和j=3/2的量子比特。我们将推广的不等式表示为对任意具有单位迹的Hermitian非负4 × 4-矩阵有效的不等式，对可分矩阵和纠缠矩阵都有效。
2016-01-22 quant-ph
Generation and distribution of high-dimensional frequency-entangled qudits
我们提出了一种新的方案，以产生频率纠缠量子点的维数高于10，并将它们分布在光纤的总长度为15公里。该方案结合了自发参量下转换产生的双光子的光谱工程技术和光谱分辨Hong-Ou-Mandel干涉技术。通过对量子点的到达时间测量和相关谱强度测量，我们表征了量子点的梳状谱相关结构。不同纠缠频率模式的产生和分布可能对量子密码学、量子精密测量、量子远程同步以及更强局域实在性破坏的基本测试有用。
2016-03-31 quant-ph
Linear optical demonstration of quantum speed-up with a single qudit
虽然量子算法在量子计算科学中扮演着重要的角色，不仅为解决经典不可解问题提供了一个伟大的愿景，而且由于它提供了一种理解量子物理的潜在方法，但量子算法的力量来源仍然是一个悬而未决的问题。非经典相关性被认为是这个开放问题最可能的答案。然而，我们在实验上实现了一个量子加速算法的四能级系统与线性光学元件，并证明，即使是一个单一的qudit是足够的设计一个基于预言的算法，可以解决一个模型问题的速度比任何经典算法的两倍。该算法可以推广到高维问题，并具有相同的二比一加速比。
2014-12-07 quant-ph
Creating highly symmetric qudit heralded entanglement through highly symmetric graphs
本文利用线性量子网络图景将态对称性直接嵌入电路结构，提出生成N体N能级反对称单重态和对称Dicke态的qudit预告纠缠方案，为高维纠缠电路设计提供了系统化图形策略。
2024-04-08 quant-ph
High-Dimensional Entanglement of Photonic Angular Qudits
我们提出了一种方法，用于产生纠缠光子态在高维中，所谓的量子点，利用量子相关的轨道角动量（OAM）纠缠光子，通过自发参量下转换产生。包含$N$角狭缝的衍射掩模放置在孪生光子的路径中，定义了$N^2$维的量子点空间，由OAM纠缠光子的替代路径跨越。我们用共现的方法量化了路径纠缠光子的高维纠缠，并给出了一个适用于纯态的解析表达式。我们报告的数值结果作为一个函数的角孔径的情况下，高维OAM纠缠和高维路径纠缠的情况下，产生的$N \times M$角狭缝的并发。我们的研究结果为制备和表征高维纠缠量子态提供了新的手段，这是量子模拟和量子信息协议的基础资源。
2021-10-14 quant-ph
Relation between nonclassical features through logical qudits
该研究探讨逻辑量子比特中的量子相干性与物理多量子比特系统中非经典关联的互易关系，并将框架推广至更高维系统，发现单一非经典性条件可检测多种非经典性。
2023-06-21 quant-ph
Geometrical aspects of qudits concerning Bell inequalities
本论文的主要目的是研究有限维二体系统的量子纠缠和量子非定域性。纠缠是量子理论中最迷人的非经典特性之一，除了对我们的世界观产生影响外，它还可以用于量子密码学和量子计算等应用。(...)虽然纠缠和非定域性通常被认为是一回事，但在仔细考虑下，这不能被视为理所当然。其原因是纠缠是由复合希尔伯特空间中量子态的数学结构定义的，而非定域性意味着系统的统计行为不能用局部现实理论描述。对于后者，这类理论的相关概率必须服从所谓的贝尔不等式，而某些量子态则违反了贝尔不等式。本论文的主要重点是对这两种性质进行比较，目的是了解它们之间的关系。(...)由于相关概率通常取决于测量设置，因此有必要优化这些设置以揭示非定域性。针对一个特殊的贝尔不等式（CGMLP），利用自行开发的数值搜索算法求解了该问题.然后将该方法应用于最大纠缠两量子态投影子空间的密度矩阵。这些国家（…）用于几何地可视化和分析状态空间。
2009-07-07 quant-ph
Mitigating decoherence in molecular spin qudits
本文提出通过自旋回声序列缓解分子四维态退相干的方法，通过分析非马尔可夫动态并优化纳米磁体设计，以提高量子技术中四维态的稳定性。
2025-04-08 quant-ph
Exact Closed-Form Quantum Correlations of Maximally Entangled Qudit States under Arbitrary Non-Markovian Pure Dephasing
Payame Noor University（帕亚梅诺尔大学）
研究任意维度\(d\)的最大纠缠量子位在非马尔可夫纯退相下的纠缠与量子失协，利用独立玻色子模型精确解，通过托普利兹结构得闭式表达式及最优测量，证明两量随维度增长饱和到与维度无关值，收敛速率\(1/d\)，并经多种方法验证。
2026-07-23 quant-ph
Quantum computation based on d-level cluster states
通过推广量子比特团簇态（Phys.Rev.Lett. \textbf{86}，910（2001））。我们证明了它们之间的量子关联，并证明了一个定理，保证了量子计算中量子团簇态的可用性。我们明确地构建网络，以显示单向计算机的通用性的基础上定义的qudit集群状态和单qudit测量。利用在许多磁系统中普遍存在的高维伊辛模型，提出了实现单向量子计算机的相应协议。
2003-07-08 quant-ph
Reexamination of a multisetting Bell inequality for qudits
本文重新研究了Ji等人[Phys.Rev.A78，052103]提出的一类d-设置，d-结果贝尔不等式.对于任意正整数d > 2，证明了相应的非平凡的概率贝尔不等式给出了具有d个输入和d个输出的Clauser-Horne-Shimony-Holt类博弈的最大经典获胜概率.我们还证明了Ji等人给出的一般经典上界被低估了，这使得许多相应的相关不等式失效。我们补救这个问题，部分地，通过提供实际的经典上限为d小于或等于13（包括d的非素数值）。我们进一步确定，对于这个范围内的素数d，这些概率和相关不等式中的大多数是紧的，即，对于各自的经典相关多面体的小平面诱导。得到了这些不等式量子破坏的更强的上下界。特别地，我们证明了一旦给出了概率不等式，Ji及其同事给出的相关不等式在检测量子态的纠缠时就不再适用.
2009-11-26 quant-ph
Susceptibility of qudit-qudit entanglement to quantum noise: insights from the negativity rank
Duke University（杜克大学）
该研究以负性秩为工具，探究qudit-qudit纠缠对量子噪声的敏感性，明确了负性秩与噪声鲁棒性的关联，推导了APPT子空间噪声边界等紧界，拓展了对纠缠与量子设备实际环境关系的认知。
2026-10-09 quant-ph
Optical qudit-type entanglement creation at long distances by means of small cross-Kerr nonlinearities
纠缠是量子信息处理的重要资源，但其产生本身需要有限的物理资源。我们提出了一个方案，用于产生一个广泛的类纠缠qudit型光场模式在网站分开的噪声介质时，只有弱的光学非线性，在两个网站。该协议还基于利用弱探测场，在站点之间传输，并用于生成两个空间分离的场模式之间的量子关联。讨论了通过测量实现概率纠缠增强的思想，并提出了相应的方案，利用线性光学和光电探测器测量探测场态，而不需要分辨光子数。结果表明，该方案适用于存在退相干、光电探测器效率和暗计数受限以及非线性耦合常数不确定性的情况。
2012-02-08 quant-ph
Qudit-Teleportation for photons with linear optics
量子隐形传态是一种将一个量子系统的状态转移到另一个量子系统而两个系统之间没有直接相互作用的方法，是传输以量子态编码的信息和在远程量子系统之间产生量子关联（纠缠）的重要途径。到目前为止，对于光子来说，只有两个可区分状态（一个“量子比特”）的叠加才能被传送。在这里，我们展示了如何使用$d$分束器和$d$附加纠缠光子来传送“量子点”，即在单个光子的轨道角动量中存在的任意数量$d$的可区分状态的叠加。同样的纠缠资源也可以被用来集体传送$d/2$光子的状态，代价是每个量子比特一个额外的纠缠光子。这优于现有的光子量子比特方案，后者需要每个量子比特额外的一对纠缠光子。
2014-04-08 quant-ph
Cheshire qudits from fractional quantum spin Hall states in twisted MoTe$_2$
本文提出在扭曲MoTe$_2$的FQSH态中打孔并引入超导邻近效应构建拓扑量子存储元件Cheshire qudits，通过门控实现读取与热熵测量，并系统分类了候选FQSH序的边界与缺陷及其实验特征。
2024-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Solving correlation clustering with QAOA and a Rydberg qudit system: a full-stack approach
我们使用量子近似优化算法（QAOA）和qudits，这构成了一个自然的平台，这样的非二进制问题的相关聚类问题进行研究。具体而言，我们考虑一个中性原子量子计算机，并提出了一个完整的堆栈方法的相关聚类，包括哈密顿制定的算法，其性能分析，识别一个合适的水平结构的${}^{87}{\rm Sr}$和具体的门设计。我们表明，qudit实现优于量子比特编码量化的门数。对于单层QAOA，我们还证明（猜想）了3-正则图上近似比的一个$0.6367$（$0.6699$）下界。我们的数值研究评估算法的性能，考虑完整的和Erdens-Rényi图的顶点和集群多达7。我们发现，在所有情况下，QAOA超过斯瓦米绑定$0.7666$的QAOA深度$p \geq 2$的近似比。最后，通过分析错误在求解完全图时的影响，我们发现错误的包含严重限制了算法的性能。
2022-03-25 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Determining quantum correlations in bipartite systems - from qubit to qutrit and beyond
我们提倡离散$d$能级量子系统的性质在$d=2$和$d\geq 3$之间的阶跃变化.量子比特系统，或包含量子比特子系统的多体系统，在它们的相对简单性方面是例外的。在评估qutrits和其他更高维qudits的量子相关性度量时，人们面临着复杂性的一步。有越来越多的论点导致这样的结论：最近发现了用于推广Peres-Horodecki的PPT准则\cite{sko}、量子比特和更高次量子比特的状态空间的几何变化的不通过定理（所谓的“广义布洛赫球”不再是球），二分系统相关矩阵对角化的有限可能性，处理正交投影仪的相关族的集合的更困难的方式。
2016-09-30 quant-ph
Harnessing Hybrid Frequency-Entangled Qudits through Quantum Interference
该研究提出一种通过Hong-Ou-Mandel干涉生成的混合频率纠缠量子多能级系统（HFEQ），验证其离散与连续变量特性及高可见度关联，为高维时频量子信息处理提供新资源。
2025-04-13 quant-ph
Almost qudits in the prepare-and-measure scenario
本文提出制备-测量场景下的近qudit概念，揭示高维分量对半设备无关协议的影响，给出基于半定松弛的关联界定方法以解决相关问题，并为维度测试提供新途径，还确定了近qubit系统下随机访问码的最优量子协议。
2024-03-07 quant-ph
State-independent contextuality with identical particles
最近有人指出，当考虑全同粒子的不可约性时，量子上下文的状态无关性可能会丧失。在这里，我们证明了量子态无关的上下文存在于任何系统的一个以上的相同的玻色子qudits，并为大多数系统的费米子qudits。唯一的例外是d费米子量子点的情况，因为那里反对称子空间的维数是1，这不足以满足上下文。对于所有其他情况，要么对称性排除了物理态的存在，要么我们提供了一个明确的方法来产生量子态独立的上下文相关。
2013-02-27 quant-ph
Single-shot detection limits of quantum illumination with multi-qudit states
Agency for Defense Development（国防发展局）
研究多量子态在白噪声环境下提升量子照明单次检测性能的机制，发现纠缠类型对性能影响显著，最优态为最大纠缠双体态组合。
2025-12-31 quant-ph
Evaluating the Maximal Violation of the Original Bell Inequality by Two-Qudit States Exhibiting Perfect Correlations/Anticorrelations
我们介绍了一般类的对称两个量子比特的状态，保证完美的相关性或爱丽丝和鲍勃的结果，无论何时在两个网站上测量一些自旋可观察。我们证明了，对于所有的状态从这个类，原来的贝尔不等式的最大违反的上限是3/2，并指定两个量子比特的状态，达到这个量子上限。二分之一状态的情况更为复杂。在这里，对于所有的二量子态，我们在Alice和Bob自旋测量下得到了违反原始贝尔不等式的相同的上界3/2，但是我们还不能证明这个量子上界是最小的。我们讨论我们的数学研究的实验结果。
2019-04-22 math-ph math.MP quant-ph
Context-invariant and local quasi hidden variable (qHV) modelling versus contextual and nonlocal HV modelling
对于D维量子系统上的所有联合冯诺依曼测量，我们给出了上下文不变准隐变量（qHV）模型的具体例子，在[Loubenets，J. Math. Phys. 56，032201（2015）]中证明了每个希尔伯特空间都存在。在这个模型中，一个量子可观测量X由满足量子基础所需的函数条件的各种随机变量表示，但与上下文模型相反，这些随机变量中的每一个都等效地在所有联合冯诺依曼测量下对X进行建模，而不管它们的上下文。这，特别是，意味着特定的本地QHV（LqHV）模型的N-量子态，并允许我们推导出新的精确上限的最大违反2x…在N-量子态上的N-部联合冯诺依曼测量下的任何类型的（关于关联函数或关于联合概率的）x2-设置Bell型不等式。对于d=2，这个新的上限与Mermin-Klyshko不等式的N量子比特状态的最大违反相一致。基于我们的研究结果，我们讨论了上下文不变和局部qHV建模的概念和数学优势。
2015-03-24 physics.hist-ph 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
Single-Ensemble Multiparameter Squeezing with Qudits
Washington University（华盛顿大学）；Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）
本文提出利用量子比特（qudit）在单个系综中实现多参数压缩，并展示了在双参数矢量磁场传感中的可扩展计量增益。
2026-09-22 quant-ph
Computational speed-up in a single qudit NMR quantum information processor
量子算法被认为是比任何相应的经典算法对某些计算任务提出更有效的解决方案。人们一直认为，量子计算能力的根源在于非经典相关性，如纠缠或量子不和谐。然而，最近已经表明，即使是一个单一的纯量子也足以设计一个基于Oracle的算法，该算法解决黑盒问题的速度比任何经典的方法都要快。特别是，我们考虑的算法确定是否八个置换函数定义的一组四个元素是积极的或消极的循环。虽然任何经典的解决方案，这个问题需要两个评估的功能，量子力学允许我们执行相同的任务，只有一个单一的评估。在这里，我们提出了考虑的量子算法的第一个实验演示与四极核磁共振设置使用单个四能级量子系统，即，一夸脱。
2014-07-03 quant-ph
