Broadcasting of entanglement in three-particle GHZ state via quantum copying
引入纠缠度量来描述三粒子系统中的纠缠,并将其应用于三粒子GHZ态中纠缠的传播研究。我们证明了三比特GHZ态的纠缠可以通过局域或非局域复制过程进行部分传播。结果表明,对于纠缠的传播,非局域克隆比局域克隆更有效。
2000-05-17 quant-ph
Limits on broadcasting non-stabilizerness through unrestricted operations
本研究证明非稳定化资源在无限制操作下无法被广播,并比较了态依赖克隆器与魔法生成酉算子的非稳定化生成能力,揭示了广播的根本限制。
2025-01-27 quant-ph
Broadcasting of correlations via orthogonal & non-orthogonal state dependent cloners
在这项工作中,我们广泛地研究了广播的纠缠状态依赖与状态无关的克隆人的问题。首先,我们重新定义了状态相关量子克隆机(SD-QCM)的概念,并在此过程中,我们介绍了不同类型的SD-QCM,即正交和非正交克隆机。我们推导出这些克隆的保真度将成为独立的输入状态的条件。我们注意到,这样的构造允许我们以具有输入状态的部分信息为代价来最大化克隆保真度。在讨论纠缠的传播时,我们先从一个一般的两比特态开始,然后考虑一个特殊的Bell对角态。我们应用状态相关和状态无关克隆(正交和非正交),本地和非本地,输入资源状态,并获得一个范围内的输入状态参数的纠缠广播。我们的研究结果突出了几个实例中的状态相关的克隆优于他们的状态独立的广播纠缠。我们的研究提供了一个比较的角度来看广播纠缠通过克隆在两个量子比特的情况下,当我们有一些知识的资源合奏与情况下,当我们没有这样的信息。
2019-12-05 quant-ph
Disentanglement of pure bipartite quantum states by local cloning
在纠缠分裂和纠缠广播方案的框架下,讨论了纯二体量子态的解纠缠。
1999-04-29 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
Virtual phase-covariant quantum broadcasting for qubits
Nagoya University(名古屋大学)
本文研究了qubits的虚拟相协量子广播,证明相协性等条件可确定广播映射结构,并识别出最优映射,但其样本效率仍不足。
2025-11-25 quant-ph
Optimal Broadcasting of Mixed States
针对量子比特系统,提出了N到M(M>N)的混合态泛量子广播.在收缩因子与输入状态无关且达到上界的意义下,混合状态广播是普适的和最优的。混合量子比特的量子广播是全同纯输入态的通用量子克隆机的推广。得到了全同混合量子比特的一种新的纯态分解。
2007-11-22 quant-ph
Asymmetric quantum telecloning of d-level systems and broadcasting of entanglement to different locations using the "many-to-many" communication protocol
我们提出了一种广义的量子隐形传态:一个d能级系统的信息从N个空间分离的量子点到位于不同位置的M>N个接收器的所谓多对多量子通信。我们将非对称远距克隆的概念从量子比特扩展到d维系统。我们研究了利用局域1->2最优普适非对称泡利机传播纠缠,并证明了当采用对称泡利机时,两个最终纠缠态的纠缠度达到最大.利用非局部最优的通用非对称克隆机研究了纠缠的克隆,证明了对称克隆机可以最优地复制纠缠。采用“多对多”隐形传态方案,将两个观测者之间的纠缠分配给两对空间分离的观测者。
2003-03-11 quant-ph
Broadcasting of entanglement and universal quantum cloners
我们研究广播的纠缠,我们使用通用的量子克隆(一般不太理想)来执行本地克隆操作。我们证明了可用于广播的通用量子克隆器的保真度存在下限。我们证明了一个纠缠是最佳的广播时,最佳的量子克隆器用于本地复制。我们还表明,广播纠缠到两个以上的纠缠对是禁止使用本地操作。
1999-06-02 quant-ph
Broadcasting of Quantum Correlations: Possibilities & Impossibilities
在这项工作中,我们广泛地研究了量子关联的广播问题。这包括传播量子纠缠以及超越纠缠概念的相关性。从“无传播定理”可知,量子关联的完美传播是不可能的。然而,它并不排除部分广播相关性的可能性,我们可以从给定的相关态得到更少的相关态。为了有一个整体的看法广播,我们调查这个问题,从最一般的表示两个量子比特混合状态的布洛赫矢量。作为克隆转换,我们使用了通用的对称最优Buzek-Hillery(B-H)克隆本地和非本地。更具体地说,我们得到了一组范围的布洛赫矢量的广播纠缠将是可能的。除了一般的两比特混合态的纠缠广播的想法,我们探索广播的量子关联,超越纠缠的帮助下,本地和非本地克隆。值得注意的是,我们发现,通过使用局域和非局域量子复制机,甚至不可能部分传播这种相关性。以两种不同类型的Buzek-Hillery量子克隆器(态相关和态无关)为例,我们解析地证明了关联的部分传播是不可能的。最后,我们将这个不可能性结果推广到任何对称或非对称克隆机。这一结果揭示了从纠缠角度定义的关联与声称超越纠缠的关联度量之间的根本区别。
2016-02-22 quant-ph
Quantum Cloning, Eavesdropping and Bell's inequality
我们分析了量子密码信道上的各种窃听策略。我们提出了一个窃听者限制到一个二维探头的最佳策略,与每个传输的信号进行在线交互。讨论了传输的安全性和违反贝尔不等式之间的联系。我们还使用量子复制机来窃听和传播量子信息。
1996-11-25 quant-ph
Complementarity in Quantum Information Processing Tasks
互补性一直是物理系统的一个有趣的特征。本文在量子信息处理任务的框架中建立了一种新的互补关系。在纠缠广播中,我们从一个给定的纠缠态出发,通过局域和非局域的克隆操作,产生多对纠缠度较小的纠缠态。这些纠缠态可以用于各种信息处理任务,如隐形传态和超密度编码。由于这些状态是纠缠度较低的状态,因此很直观地说,这些状态不会像初始状态那样强大。在这项工作中,我们研究了这些状态在传送和超密集编码等任务中的有用性。更确切地说,我们发现了他们的能力范围内的几个互补的关系,涉及广播的保真度。原则上,我们已经考虑了一般的混合作为一个资源,也分别提供不同的例子,如a)维尔纳样态,b)贝尔对角态。在这里,我们使用了本地和非本地克隆操作作为广播手段。在我们的工作的后半部分,我们扩展了这一结果,获得的边界形式的互补关系的情况下,我们使用了$1-N$克隆转换,而不是$1-2$克隆转换。
2016-08-02 quant-ph
Optimal superbroadcasting of mixed qubit states
“广播”,即向许多用户分发信息,在信息是量子的情况下,原则上受到限制。这在量子信息理论中提出了一个关键问题,用于分布式处理和网络通信。对于纯态,理想广播与所谓的“量子克隆”相一致,描述了一种假设的理想设备,能够从一个状态的有限数量N个副本(从一个集合中抽取)产生相同状态的更大数量M>N个输出副本。由于这样的变换不是等距的,所以对于从非正交集合中抽取的量子态,任何物理机器都无法实现:这本质上是“不可克隆”定理的内容。对于混合态,情况完全不同,因为从每个单个用户的角度来看,局部边缘混合态与纠缠态的部分迹是不可区分的,并且存在无限多个对应于理想广播的联合输出状态。实际上,对于足够大数量的$N$输入副本,不仅非交换混合状态的理想广播是可能的,而且人们甚至可以在该过程中净化状态。这种复制数量不断增加的状态净化被称为“超级广播”。在本文中,我们将回顾最近的一些结果的量子比特的超广播,为两个不同的输入状态,对应的泛协变广播和相位协变广播的赤道状态。
2005-10-19 quant-ph
Virtual quantum broadcasting
研究证明量子广播虽无法由物理过程实现,但可通过保厄米保迹映射描述的虚拟过程实现,该规范过程在酉演化下协变且退相干时退化为经典广播,其最优物理近似为最优通用量子克隆,并据此证明了随时间变化量子状态的唯一性。
2023-10-19 quant-ph
Orthogonality Broadcasting and Quantum Position Verification
National University of Singapore(新加坡国立大学);CWI Amsterdam(阿姆斯特丹数学中心);University of Illinois at Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
本文引入正交性广播概念,证明量子通信在高维广播中更强,并利用基于几何关系的不确定性关系,为量子位置验证提供新的误差界方法。
2025-01-27 quant-ph
Broadcasting of non-locality
本文利用通用Buzek-Hillary局域量子克隆机研究非定域性的广播,证明在Bell-CHSH、CJWR导引及Svetlichny不等式框架下,两量子比特和三量子比特系统的非定域性及导引性均无法通过局域克隆广播。
2024-04-24 quant-ph
Quantum Cloning and Deletion in Quantum Information Theory
量子力学限制了我们完成一些经典的任务。其中一个限制是我们不能复制任意的量子态。这就是所谓的无克隆定理。虽然量子力学禁止我们构造一个完美的克隆体,但不限制我们构造一个不完美的克隆体。因此,我们构造并研究了一种特殊的量子克隆机,称为混合量子克隆机,它是现有量子克隆机的不同组合。我们证明了这种混合量子克隆机有时会比现有的量子克隆机提供更好的复制质量。量子纠缠是多体系统中一个非常惊人的性质,它是量子信息理论中非常有用的组成部分。因此,纠缠的广播(克隆)是一个非常重要的研究课题。在这方面,我们利用态相关量子克隆机研究了纠缠的传播。进一步,我们研究了两个远距离伙伴之间三比特纠缠态的秘密广播问题。量子力学的线性对任意量子态的删除提出了另一个限制,即针对副本的任意量子态不能被完全删除。像克隆机一样,我们也可以构造一个近似删除机。因此,我们构造了一个通用的删除机,在这个意义上,删除的保真度不依赖于输入状态,并表明删除的保真度是3/4。进一步证明了删除的保真度依赖于输出端的空白状态,对于特定的空白状态,删除的保真度可以从3/4提高。此外,我们还研究了在删除机的输入端给出两个克隆拷贝的情况。
2009-02-10 cond-mat.other math-ph math.MP
Biomimetic Cloning of Quantum Observables
我们提出了一个生物启发的顺序量子协议的克隆和保存的统计相关的量子可观的一个给定的系统。它结合了克隆的一组可交换的可观的,允许的无克隆和无广播定理,与可控传播的初始状态coherency到后代。该协议模拟了一个处于未知量子态的个体将其量子信息复制并传播到空白量子位环境中的场景。最后,我们提出了一个现实的实验实现该协议在被困离子。
2014-05-12 physics.bio-ph quant-ph
Entanglement Preserving in Quantum Copying of Three-qubit Entangled State
研究了三比特纠缠态在局域和非局域复制过程中量子纠缠的保留程度,并研究了三比特纠缠态的迭代量子复制.三量子比特系统可能存在三量子比特间纠缠和两量子比特间纠缠。我们发现,本地和非本地复制过程中的三粒子系统中的量子纠缠退化由于复制输出和复制机之间的残留相关。我们还证明了在局域克隆过程中,两个量子比特间的纠缠比三个量子比特间的纠缠更好地保持。我们发现,非局域克隆比局域复制更有效地实现了广播纠缠,并且通过非局域克隆得到的输出态比局域克隆得到的输出态具有更好的保真度。
2004-02-10 quant-ph
Quantum information becomes classical when distributed to many users
任何将量子信息均匀分布在大量M个用户上的物理变换都可以通过测量结果的经典广播来近似。近似的精度至少为1/M阶。特别地,可以通过量子态估计来近似纯态和混合态的量子克隆。例如,对于具有10个输出副本的最佳量子位克隆,单个用户在区分经典输出和量子输出时的错误概率p > 0.45--这个值接近随机猜测的错误概率。
2007-01-31 quant-ph
Broadcasting Quantum Fisher Information
众所周知,经典信息可以克隆,但非正交的量子态不能克隆,非对易的量子态不能广播。我们设想一个场景,在这个场景中,我们想要广播的对象是关于编码在量子态中的信号参数的统计可解释性,该统计可解释性由量子费舍尔信息量化。我们表明,量子费舍尔信息不能被克隆,而它可能被广播,即使当输入状态是非交换的。这种情况介于经典信息的克隆和量子信息的禁播之间,是一种混合的信息传播方式,具有重要的理论意义和现实意义。
2013-04-09 math-ph math.MP quant-ph
Copying Quantum States
Radboud Universiteit(拉博德大学);Technische Universität Darmstadt(达姆施塔特工业大学)
本文在量子概率论框架下,使用C*-代数与单位完全正映射,证明量子信息中的不可广播定理与不可克隆定理。
2026-07-03 quant-ph
Quantum Dynamics as an analog of Conditional Probability
量子理论可以看作是经典概率论的非对易推广。从这个观点出发,我们可以预期量子动力学与经典条件概率类似。本文导出了完全正映射与二分密度算子之间的同构的一个变形,使这种联系更加明确。新的同构给出了一个操作解释的集合准备程序和测量结果之间的统计相关性。最后,应用同构理论阐明了无克隆/无广播定理与纠缠一夫一妻制之间的联系,并得到了无广播定理的一个简化证明.
2006-06-15 quant-ph
Mixed Qubit Cannot Be Universally Broadcast
我们表明,不存在任何通用的量子克隆机,可以广播一个任意的混合量子比特与恒定的保真度。在此基础上,我们研究了输入量子比特$ρ_s(θ,ω,λ)$的某些参数在保真度上为常数的依赖量子克隆器。对于$ω$为常数的情况,我们建立了保真度为1/2的$1\to2$最优对称依赖克隆器。当$λ$是唯一的保真度参数时,纯量子比特的$1\to M$最优量子克隆机也是混合量子比特的最优量子克隆机.对于混合量子比特的一般$N\to M$广播,情况非常不同。
2006-12-25 quant-ph
Noncommuting mixed states cannot be broadcast
我们证明了,给定一个量子系统的一般混合态,没有物理手段{ \it广播\/}状态到两个单独的量子系统,即使状态只需要在单独的系统上少量复制。这一结果推广和扩展了纯态的标准不可克隆定理。
1995-11-08 quant-ph
Joint measurements through quantum broadcasting
我们研究产生联合测量的操作上的输入量子态与广播信道的两个输出的广播信道上的本地测量。虽然,由于完美的广播或克隆是不可能的,这个计划不能产生完美的联合观测量的所有对量子观测量,我们研究了什么打算联合观测量和本地测量这一过程可以进行。对于局部锐观测量,这总是可能的,只要预期的联合观测量由局部锐观测量的张量积主导。这一结果排除了联合测量的情况下,连续的尖锐的观测与自己,我们确实表明是不可能产生的通过广播。我们还推导出广播计划的成功的必要条件和充分条件,为当地的噪声观测量和联合观测量,很容易检查时,当地的观测量是尖锐的观测量和白噪声的凸混合物。我们还研究了广播的地方模糊可观的对称性的存在。最后,我们介绍的情况下,我们可以访问广播,本地测量和后处理测量联合观测,并在此设置中最足智多谋的本地测量的特点。
2022-07-07 math-ph math.MP quant-ph
Limits on Broadcasting Genuine Multipartite Entanglement in Quantum Networks
S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University(冲绳科学技术大学院大学);Indian Institute of Technology Indore(印度理工学院印多尔分校)
研究量子网络中真正多方纠缠广播限制,通过分布式协议推导出特定态广播保真度表达式,证明同时认证GME不可行,揭示多方纠缠广播性与可认证性权衡及纠缠分布内在限制。
2026-07-17 quant-ph
Impossible to conjugate or reflect an unknown quantum state via a unitary evolution
Tsinghua University(清华大学)
本文提出不可共轭定理,证明无法通过通用物理设备或线性/幺正操作共轭未知任意量子态,补充了量子信息领域的基本限制定理。
2026-10-23 quant-ph
Game-theoretic discussion of quantum state estimation and cloning
本文从博弈论的角度对量子态估计和量子克隆问题进行了研究。这使我们能够表明,为什么在以前的作品中所采用的对通用机器的关注和对成功的不同衡量标准实际上是合法的。
2002-11-29 quant-ph
A simple formulation of no-cloning and no-hiding that admits efficient and robust verification
本文将量子理论的不可克隆与不可隐藏定理统一为一种支持高效验证且对误差鲁棒的单一形式,通过引入相容酉对(CUP)集作为物理理论的指纹,推导出信息-扰动约束,并开发了基于IBMQ仿真的随机化基准测试协议。
2023-05-29 quant-ph
Quantum cloning with an optical fiber amplifier
理论上已经表明,根据受激发射的物理原理工作的光放大器应该实现光的偏振态的最佳量子克隆。我们展示了接近最佳的通用量子克隆的偏振在一个标准的光纤放大器的电信波长。对于克隆1 -> 2,我们发现保真度为0.82,最佳值为5/6 = 0.83。
2002-08-26 quant-ph
Photon-phonon quantum cloning in optomechanical system
量子克隆是量子信息和量子计算中必不可少的操作。与经典计算中的“复制”操作类似,从存储中的固态量子比特克隆飞行比特以供进一步处理是量子信息处理中经常使用的操作。在这里,我们提出了一个高保真度和可控的量子克隆方案之间的固体比特和飞行比特。为了克服不可克隆定理和弱声子-光子相互作用的障碍,我们引入了一种混合光机械系统,在耗散存在的情况下,借助设计的驱动脉冲,该系统可以同时完成接近理论最优极限的概率克隆和确定性克隆.此外,我们的计划允许两个克隆方法,即概率性和确定性克隆之间的高度可调切换,通过简单地改变输入激光脉冲。这为实验可执行性提供了一个有前途的平台。
2023-02-11 quant-ph
The Quantum No-Stretching: A geometrical interpretation of the no-cloning theorem
我们考虑的理想情况下,空间旋转是从一个量子自旋j转移到一个量子自旋l不同于j。量子信息理论的考虑导致这样的操作是可能的,只有lj的结论。对于l>j,导出了最佳拉伸变换。我们证明了对于量子比特,本无拉伸定理等价于通常的无克隆定理。
2009-12-21 quant-ph
Experimental demonstration of an efficient quantum phase-covariant cloning and its possible applications to simulating eavesdropping in quantum cryptography
我们描述了一个核磁共振(NMR)实验,实现了一个有效的一到两个量子位相位协变克隆机(QPCCM)。在实验中,我们获得了非常高的克隆成功率,原始和空白量子位分别为0.848和0.844。该实验值接近最佳理论值0.854。我们还演示了如何使用相位协变克隆机对四态量子密钥分发协议中的比特窃听进行量子模拟。
2003-11-04 quant-ph
Solid-State Optimal Phase-Covariant Quantum Cloning Machine
本文报道了在室温固态系统中实现单电子自旋的最优相位协变量子克隆机的实验结果。两个逻辑量子比特的三个态被物理编码在一个单电子自旋的三个能级中,在金刚石的氮空位缺陷中心有两个塞曼子能级。输入态的制备和相位协变量子克隆变换由两个独立的微波场控制。平均实验保真度达到85.2%,非常接近理论最佳保真度85.4%,超过了通用克隆的界限83.3%。
2011-09-29 quant-ph
Towards Quantum Experiments with Human Eyes Detectrors Based on Cloning via Stimulated Emission ?
我们认为,最近发表在物理评论快报103,113601(2009)的Sekatsky,Brunner,Branciard,Gisin,Simon的一个非传统的理论工作,虽然吸引人的第一眼,是非常值得怀疑的。此外,这些作者对最近发表在《物理评论快报》(100,253601,2008)上的一个关于微观-宏观纠缠的真实实验提出的批评被认为是误导性的,没有达到目标。
2009-12-17 quant-ph
Quantum Cloning Machines and the Applications
不可克隆定理是量子力学和量子信息科学的基础,它指出一个未知的量子态是不可能完全克隆的。然而,我们可以尝试以最佳保真度近似地克隆一个量子态,或者相反,我们可以尝试以最大的概率完美地克隆它。因此,针对不同的量子信息协议设计了各种量子克隆机。具体来说,量子克隆机可以用来分析诸如BB84协议、六态协议、B92协议及其推广等量子密钥分发协议的安全性。一些著名的量子克隆机包括通用量子克隆机、相位协变克隆机、非对称量子克隆机和概率量子克隆机等。近年来,量子克隆机的研究及其应用和实现在理论和实验上都取得了很大的进展。在这篇综述中,我们将对量子克隆的重要进展以及相关的一些问题进行全面的描述。另一方面,这篇综述是自洽的,特别是,我们试图提出一些详细的公式,以便在这些结果的基础上进行进一步的研究。
2014-08-02 quant-ph
Implementation of optimal phase-covariant cloning machines
最优相位协变克隆机(PQCM)利用输入状态的部分先验知识,将与输入量子比特相关联的信息广播到多量子比特系统中。这种额外的先验信息导致比通用克隆更高的保真度。本文首先分析了实现1->3 PQCM的不同实验方案。然后,通过基于一般角动量形式主义的理论方法,将该方法推广到任何1->M机器,其中M为奇数值。最后讨论了基于线性和非线性方法的单光子偏振编码量子比特的不同实验方案。
2006-09-14 quant-ph
Universal quantum cloning beyond noncontextual theory
Korea Institute of Science and Technology (KIST)(韩国科学技术院);Korea University of Science and Technology(韩国科学技术大学)
研究通用量子克隆在非上下文理论中无法实现,通过揭示1→2克隆情形的上下文相关性及涵盖N→M情形示例,突出其非经典性质,对理解量子基础和应用有重要意义。
2026-07-08 quant-ph
Quantum origins of objectivity
尽管量子力学取得了巨大的成功,但它给我们留下了一个核心问题:大自然如何创造一座“人行桥”,将脆弱的量子连接到日常经验的客观世界?在这里,我们确定在量子力学的一个基本过程,导致感知的客观性和所谓的状态信息广播。这是大自然使用的技巧,而不是简单的克隆。我们发现它基于最小的假设,而不涉及任何动态的细节或具体的模型。更具体地说,我们展示了如何一个至关重要的量子力学概念的非扰动由于玻尔和客观性的自然定义导致一个规范的结构的量子系统的环境状态,反映客观的信息记录存储在环境中的系统。
2015-03-30 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement-enabled universal quantum cloning in a circuit
不可克隆定理禁止完美克隆未知的量子态。通用量子克隆机(UQCM)能够产生具有最佳保真度的任何输入量子比特的两个副本,是一个基本的兴趣,并在量子信息处理中有应用。这是通过输入量子位和复制量子位之间精心定制的非经典相关性实现的,这将UQCM与经典对应物区分开来,但其实验证明仍然缺乏。在这里,我们实现了超导电路中的UQCM,并研究这些相关性。测量到的纠缠与我们的理论预测一致,即它们与输入态无关,因此构成了UQCM的普遍量子行为,这是以前没有发现的。我们实验的另一个特点是实现了确定性和个体克隆,这与以前证明的UQCM相反,UQCM要么是概率性的,要么不构成个体量子比特的真正克隆。
2021-05-25 quant-ph
Semidefinite Programming for Optimal Quantum Cloning: A Computational Framework
University of Applied Sciences Kaiserslautern(凯泽斯劳滕应用技术大学)
本文提出一个计算框架,将量子克隆优化问题转化为完全正迹保持映射的搜索问题,通过 Choi-Jamiolkowski 同构性和半定规划实现,提供了一种统一的显式可实现的 Kraus 表示计算目录,适用于所有主要克隆家族,包括高阶过程和任意输入态分布。
2026-05-20 quant-ph
Decoherence, Einselection and Classicality of a Macroscopic Quantum Superposition generated by Quantum Cloning
最近发现的由量子注入光参量放大器(QI-OPA)产生的宏观量子叠加(MQS)所显示的对去相干的高弹性,并且涉及超过5x10^4的光子数,激发了本理论和数值研究。从Zurek的综合理论出发,将所得结果与基于相干态和NOON态的MQS进行了比较分析。从这个角度来看,“指针状态”、“einselection”的概念被应用于新方案。
2009-04-09 quant-ph
Measurement-Disturbance Tradeoff Outperforming Optimal Cloning
量子力学的特征之一是,提取一般量子系统信息的每一次测量都必然对该系统的状态造成不可避免的扰动。已经开发了大量不同的方法来表征和优化这种权衡。在这里,我们应用量子仪器的框架来研究最佳权衡,并导出一类相对于最有意义的措施是最佳的程序。我们把我们的分析集中在通信和计算协议中常用的量子位的二进制测量上,并在理论上和实验中证明,最佳的通用非对称量子克隆器,尽管是克隆的理想选择,但并不是测量的最佳程序,并且可以以很高的意义胜过它。
2018-08-23 quant-ph
Contextual Realization of the Universal Quantum Cloning Machine and of the Universal-NOT gate by Quantum Injected Optical Parametric Amplification
同时,上下文实验演示克隆输入量子位和翻转成正交量子位的两个过程的报告。所采用的实验装置,量子注入光参量放大器(QIOPA)同时转换为通用最优量子克隆机(UOQCM)和通用非量子信息门。这两个过程,实际上在它们的基本量子限制的精确形式中是被禁止的,将被发现是普遍的和最佳的,即两个过程F<1的测量保真度将被发现接近于量子理论评估的极限值。对这些过程的理论和实验研究,可能代表了经典世界和量子世界之间的基本差异,可以以统一的方式揭示量子信息的详细结构。它也可能启发在量子力学的深层结构中基本公理性质的尚未探索的互连。PACS编号:03.67。a,03.65.Ta,03.65.Ud
2003-02-11 quant-ph
Quantum experiments with human eyes as detectors based on cloning via stimulated emission
我们从理论上证明了通过受激发射克隆单光子量子比特获得的多光子态可以用肉眼高效率和保真度地区分。关注最近一次实验中实现的“微观-宏观”情况[F。De Martini,F. Sciarrino和C. Vitelli,Phys. Rev. Lett. 100,253601(2008)],其中一个光子从一个原始的纠缠对被直接检测到,而另一个被大大放大,我们表明,执行贝尔实验与人眼检测器的放大光子似乎是现实的,即使损失考虑在内。这些结果在光子损失下的巨大鲁棒性导致了一个明显的悖论,我们通过注意到贝尔破坏证明了在放大过程之前纠缠的存在来解决这个悖论。然而,我们也证明了,即使在高损耗的情况下,也存在真正的微观-宏观纠缠。
2009-02-17 quant-ph
No Cloning of Quantum Ensembles
Tsinghua University(清华大学);The University of Hong Kong(香港大学);Peking University(北京大学)
研究量子系综克隆的基本限制,从信息论角度建立一般不可克隆定理,并证明有限时间演化生成的物理系综可规避此限制但计算上仍难处理。
2026-06-29 quant-ph
Dissipation-enabled resonant adiabatic quantum state transfer: Entanglement generation and quantum cloning
讨论了单光子波包的偏振自由度与量子发射体之间的共振耗散绝热量子态转移过程。这些研究推广了前人的工作[N. Trautmann和G. Alber,Phys.Rev.A93,053807(2015)]通过考虑自发发射的光子波包和非绝热校正的性质。结果表明,这些绝热单光子量子态转移过程的光子自由度可用于被动、预示和确定性地制备两种材料量子发射体的Bell态,以及实现一大类对称和非对称量子克隆过程.虽然这些理论研究集中在波导的情况下,他们预计也为其他情况下,只要所涉及的过程是绝热的,使傅立叶有限带宽的单光子波包涉及的是小的相比,相关的耗散率。
2021-11-15 quant-ph
Experimental linear-optical implementation of a multifunctional optimal qubit cloner
我们提出了一个多功能设备的最佳克隆一到两个量子位的第一个实验实施。先前的实现一直被设计为相对于关于克隆状态的一种类型的先验信息来优化克隆过程。相比之下,我们的“所有功能于一身”的实施是最佳的几个突出的制度,如通用克隆,相位协变克隆,也是第一次实现镜像相位协变克隆,当泡利的Z算子的期望值的平方是已知的。在所有这些制度的实验装置产生克隆几乎最大可实现的平均保真度(理论极限的97.5%)。我们的器件在量子信息处理,特别是量子通信方面有着广泛的应用前景。例如,人们可以使用它对各种密码协议进行非相干和相干攻击,包括通过泡利阻尼信道的量子密钥分发的Bennett-Bennard 1984协议。它也可以作为一个状态相关的光子倍增器应用于实际的量子网络。
2012-05-18 quant-ph
Quasi-order of clocks and synchronism and quantum bounds for copying timing information
任何具有非平凡时间演化的(经典或量子)系统的统计状态都可以解释为时钟的指针。这种时钟的质量由其在不同时间的状态的统计可重复性给出。如果一个时钟被用作产生另一个时钟的资源,后者最多可以具有该资源的质量。我们表明,这一原则,形式化的准秩序,意味着许多物理过程的约束。类似地,两个(量子或经典)时钟同步的程度可以通过同步的准序来形式化。由于经典时钟只能存在于无限能量的极限中,因此,量子不可克隆和不可广播定理限制了量子定时信息的获取。我们通过比较两个输出系统的Fisher定时信息与输入系统的定时信息来定量地说明这一点。对于经典的信号处理在量子制度,我们的结果意味着,信号失去其本地化的时间,如果它被放大和分布到许多设备。
2001-12-22 quant-ph
Characterizing quantum theory in terms of information-theoretic constraints
我们表明,三个基本的信息理论的限制-两个物理系统之间的超光速信息传输的不可能性,通过对其中之一进行测量,不可能广播的信息包含在一个未知的物理状态,和不可能的无条件安全的比特承诺-足以使物理理论的可观测量和状态空间是量子力学的。我们证明了逆推导的一部分,并考虑替代答案的影响,剩余的开放问题非局部性和位承诺。
2003-02-19 quant-ph
On the hardness of cloning and connections to representation theory
本文研究克隆量子线路可满足性见证的计算困难性,基于量子计算与表示论的联系,推导出关于隐藏子空间极大纠缠态克隆算法的猜想,在BQP不包含NP的假设下证明了不存在克隆见证的高效算法。
2024-11-18 cs.CC quant-ph
Perfect Quantum Error-Correcting Condition Revisited
基于量子互信息,给出了一种简单而统一的证明完美纠错条件的方法。本文有效地利用了量子操作的一对一参数化和量子相对熵的性质,明确了子空间传输和纠缠传输之间的等价性。我们还重新审视了一个变种的无克隆和无删除定理的基础上双方的量子操作的可逆性信息理论的权衡,并证明了无克隆和无删除定理导致完美的错误纠正条件克劳斯运营商。
2005-05-23 quant-ph
Robustness-based bounds for approximate joint realizations of incompatible quantum channels
Aix-Marseille University(艾克斯-马赛大学);The University of Osaka(大阪大学);Nagoya University(名古屋大学)
本文研究了量子通道不相容性对近似联合实现精度的影响,提出通用稳健性作为衡量通道不相容性的资源量化器,并展示了其在测量通道中的统一框架。
2026-11-02 quant-ph