High-Dimensional Intra-City Quantum Cryptography with Structured Photons
量子密钥分发（QKD）技术有望实现信息理论上的安全通信，并已处于商业化的边缘。到目前为止，已经在理论上提出了不同的QKD协议并在实验上实现了[1，2]。下一步将是实现高维协议，以提高抗噪声能力并提高数据速率[3-7]。迄今为止，在实验室之外还没有对单光子机制下的高维QKD进行实验验证。在这里，我们报告这样一个单光子QKD系统的实现在一个动荡的自由空间链接的0.3公里以上的城市渥太华，利用自旋和轨道角动量光子自由度。这种光学角动量的组合允许我们创建一个4维状态[8];其中，使用高维BB84协议[3，4]，获得了11%的量子误码率，对应的密钥率为每个筛选光子0.65位。而对于二维结构光子的情况，在每筛光子0.43比特的密钥速率下，实现了5%的错误率。即使在没有主动波前校正的情况下，通过适度的湍流，也可以安全地传输结构光子携带的信息，为现实条件下的城市内高维量子通信开辟了道路。
2016-12-15 physics.optics quant-ph
Steady states, squeezing, and entanglement in intracavity triplet down conversion
由于光学谐振器技术的进步，三重态下转换（将一个高能光子转换为三个低能光子的过程）可能很快在实验上可行。我们利用量子相空间技术，通过求解截断正P表象下的随机微分方程，分析了简并腔内三重态下转换过程。两个腔内模式人口的时间演化进行了模拟，并由此产生的稳态作为泵浦强度的函数进行检查。量子效应在半经典泵浦阈值以上的区域最明显，我们的数值结果与半经典预测有很大不同。可测的压缩和二体纠缠的制度确定从腔输出场的稳态谱。我们验证了截断的正P描述对蒙特卡罗波函数模拟，找到良好的协议低模式人口。
2019-07-24 quant-ph
Generation of intraparticle quantum correlations in amplitude damping channel and its robustness
本文研究振幅阻尼、去极化和相位阻尼信道下的粒子内量子关联，揭示振幅阻尼可从可分态产生纠缠，并证明其相较粒子间纠缠更具退相干鲁棒性。
2024-07-04 quant-ph
Intra-band entanglement-assisted cavity electro-optic quantum transducer
本文提出带内纠缠辅助腔电光量子换能器，通过压缩参数调谐增强换能效率，并识别三种量子通道，显著提升转换带宽和高量子容量，优于无纠缠辅助方案。
2025-03-26 quant-ph
Emergence of Intra-Particle Entanglement and Time-Varying Violation of Bell's Inequality in Dirac Matter
我们证明了无质量狄拉克费米子中粒子内纠缠的出现和动力学。这种由自旋-轨道耦合产生的纠缠出现在石墨烯中电子的自旋和亚晶格赝自旋之间。纠缠是一个复杂的动力学量，但通常很大，与初始状态无关。它的时间依赖性意味着一个贝尔不等式的动力学违反，而它的幅度表明，大的粒子内纠缠是在衬底上的石墨烯的一般特征。这些特征也有望影响粒子对之间的纠缠，并且可能在基于狄拉克材料的介观器件中结合库珀对分裂与自旋-自旋相关的非局域测量的实验中检测到。
2020-08-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement dynamics in a system attached to self-interacting spinbaths
研究了与热平衡池相连的系统自旋之间共享量子纠缠的动力学。中心自旋系统由纠缠的自旋组成，并与浴槽相连，其中一个浴槽具有较强的环境内耦合。研究了体系与浴槽之间的动力学关系，并推断环境内耦合作用对体系的影响。
2013-10-17 quant-ph
Entanglement and intra-molecular cooling in biological systems? - A quantum thermodynamic perspective
我们讨论了纠缠在生物系统中存在的可能性。我们的论点集中在这样一个事实，即生物系统是热力学开放驱动系统远离平衡。在这样的系统中，可以发生纠错，这可以保持纠缠，尽管有高水平的去相干。我们还讨论了在分子水平冷却（经典或量子）的可能性。
2009-10-05 q-bio.BM quant-ph
Long-lived quantum memory enabling atom-photon entanglement over 101 km telecom fiber
本研究通过长寿命量子比特编码将$^{87}$Rb原子相干时间延至7 ms，结合保偏量子频率转换将光子转至电信S波段，首次实现101公里光纤下原子量子存储器与光子的纠缠，保真度超70.8±2.4%，验证了城际量子网络链路的可行性。
2023-08-21 quant-ph
Resilient Intraparticle Entanglement and its Manifestation in Spin Dynamics of Disordered Dirac Materials
本文揭示了无序石墨烯中自旋弛豫机制与自旋-子晶格自由度纠缠之间的直接联系，并证明这种粒子内纠缠对无序具有鲁棒性，为量子信息处理提供了新资源。
2024-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Detectability Limits for Intra-Block Temporal Drift in Finite-Key Entanglement-Based QKD
GWK；Instituto de Física Gleb Wataghin, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)（格莱布·瓦塔金物理研究所，坎皮纳斯州立大学）
针对有限密钥纠缠基量子密钥分发中的块内时间漂移，提出极小极大假设检验框架，推导出最小可检测幅度为Θ(n^{-1/2})，并验证CUSUM统计量的最优性。
2026-05-22 quant-ph
Entanglement, intractability and no-signaling
我们考虑的问题，推导出无信号条件的假设，从复杂性理论的角度来看，宇宙不是一个指数的地方。不允许这样的推导的一个事实是存在{ \em多项式超光速}门，假设的原始操作，使超光速信号，但不是棘手问题的有效解决方案。因此，如果这一假设是物理学的基本原理，那么它要么必须补充额外的假设来禁止这种门，要么不可能，无信号不是一个普遍的条件。然而，这种门可能是隐含的，虽然没有被认为是这样，在一个十年前的量子光学实验，涉及位置-动量纠缠光子。在这里，我们描述了一个可行的修改版本的实验，似乎明确证明了这个门的作用。一些明显的反诉被证明是无效的。我们认为多项式超光速操作的意外可能性的出现，因为一些实际测量的量子光学量是不能描述为标准的量子力学可观测量。
2010-05-19 quant-ph
High fidelity distribution of triggered polarization-entangled telecom photons via a 36km intra-city fiber network
本文通过双向偏振保持量子频率转换，将量子点发射的偏振纠缠光子对从780纳米转换至电信波长，并在36公里城域光纤网络中实现高保真分发，验证了纠缠保持及反向转换，为量子网络和量子存储器接口奠定基础。
2024-05-27 physics.optics quant-ph
Loss-robust crossband entanglement generation beyond the direct-transduction limit
University of Southern California（南加州大学）
本文提出利用同频带纠缠克服直接转导限制，通过增加输入同频带纠缠亮度的因子生成更高纠缠度，实验显示在5%损耗和10dB压缩下可实现2.38ebits的分离性违背，优于基线协议的0.082ebits。
2026-04-13 quant-ph
Entanglement signature in the mode structure of a single photon
结果表明，纠缠，这是至少两个子系统的量子关联特性，是烙印在一个单光子的模式结构。由两个耦合腔发射出的光子携带着两个腔内场的同时存在的信息。这对于记录两个腔场的纠缠动力学和纠缠转移是有用的。
2009-05-22 quant-ph
Entanglement transfer from dissociated molecules to photons
介绍并研究了分子离解形成的两个内纠缠碎片的量子态到光子对的可逆转移的概念。该转移是基于腔内受激拉曼绝热通道，它需要一个过程的组合，其原理是很好地建立。
2002-08-01 quant-ph
Optimal dynamics for quantum-state and entanglement transfer through homogeneous quantum wires
结果表明，在具有均匀线间相互作用的量子线中诱导相干动力学，可以获得有效的量子态和纠缠转移。这个目标是通过调整导线端点和连接的两个量子位之间的耦合来实现的。设计了一个确定该值的一般程序，并找到了最佳耦合与线长之间的标度律。该程序在由自旋为1/2的XY链组成的线的情况下实施：发现表征量子态和纠缠转移的量的时间依赖性的结果具有非常好的质量，并且几乎与线长无关。本方法不需要“ad hoc”工程的线内相互作用，也没有一个特定的初始脉冲整形，并可以应用到一个庞大的类的量子信道。
2010-06-07 quant-ph
Entanglement Swapping with Independent Sources over an Optical Fibre Network
纠缠态的隐形传态，即纠缠交换，在量子通信和网络中起着重要的作用，本文报道了在合肥市光纤网络上用两个独立的通信波段纠缠光子对源进行的纠缠交换的现场测试实验。两个源位于相距12 km的两个节点处，并且在第三位置中执行贝尔状态测量，该第三位置用14.7 km和10.6 km光纤连接到两个源节点。在我们的实验中观察到的平均可见度为79.9+/-4.8%，这足以推断违反了贝尔不等式。利用纠缠交换机制，我们实现了一个与源无关的量子密钥分发，该量子密钥分发对任何针对测量点检测的攻击都是免疫的。
2016-06-23 quant-ph
Multipartite Entanglement and Quantum State Exchange
我们研究了多体纠缠与量子态交换过程的关系。特别地，我们考虑了两组N个被困原子的纯态的纠缠。该态可以通过量子态交换产生，类似于亚阈值光学非简并参量放大器的稳态腔内态。我们证明，首先，它具有一些2N路纠缠。其次，我们使用一种称为最小二分熵纠缠的新度量，对状态中的这种纠缠量设置了一个下限。
2004-02-27 quant-ph
DNA Replication via Entanglement Swapping
量子效应在分子生物学中主要用于确定分子形状，但量子信息理论可能是理解生命物理学的更有用的工具。有机分子和量子线路/协议可以被认为是在进化过程中共同优化的生命系统的硬件和软件。我们试图在这个意义上的DNA复制模型作为一个多体纠缠交换与一个可靠的量子位表示的核苷酸。在我们的模型中，核苷酸的分子识别触发对应于不同互变异构体形式的叠加态的碱基内纠缠。然后，通过交换碱基内缠结与碱基间缠结发生碱基配对。我们研究可能实现的量子线路被用来获得基内纠缠和交换协议被用来获得基间纠缠。最后，我们讨论了计算和实验验证模型的可能途径。
2011-03-31 physics.bio-ph q-bio.BM quant-ph
No-signaling, intractability and entanglement
我们考虑的问题，推导出无信号条件的假设，从复杂性理论的角度来看，宇宙不是一个指数的地方。不允许这样的推导的一个事实是存在{ \em多项式超光速}门，假设的原始操作，使超光速信号，但不是棘手问题的有效解决方案。因此，如果这一假设是物理学的基本原理，那么它要么必须补充额外的假设来禁止这种门，要么不可能，无信号不是一个普遍的条件。然而，这种门可能是隐含的，虽然没有被认为是这样，在一个十年前的量子光学实验，涉及位置-动量纠缠光子。在这里，我们描述了一个可行的修改版本的实验，似乎明确证明了这个门的作用。一些明显的反诉被证明是无效的。我们认为多项式超光速操作的意外可能性的出现，因为一些实际测量的量子光学量是不能描述为标准的量子力学可观测量。
2009-06-16 cs.CC quant-ph
Quadripartite continuous-variable entanglement via quadruply concurrent downconversion
我们研究了一种利用共振非线性产生四体纠缠的腔内耦合下转换方案。我们验证了四体纠缠是存在于这个系统中，通过计算输出的波动谱，然后考虑违反优化不等式的van Look-Furusawa型。研究了振荡阈值以上和振荡阈值以下的纠缠特性。我们还提出了非耗尽泵浦近似下的正交算子和van Look-Furusawa相关的解析解。
2010-02-10 quant-ph
Intraparticle entanglement-based Random Access Code protocols: Contextuality-enabled quantum advantage and implications
Indian Institute of Science Education & Research (IISER), Mohali（印度科学教育研究学院（Mohali））；Korea Research Institute of Standards & Science (KRISS)（韩国标准科学研究院）；S. N. Bose National Center for Basic Sciences（S.N. 玻色基础科学国家中心）；Raman Research Institute (RRI)（拉曼研究所）；Bose Institute（玻色研究所）
研究通过单粒子内部纠缠实现随机访问码协议的量子优势，并建立量子违反贝尔不等式与成功概率增强之间的定量关系。
2026-07-01 math-ph math.MP quant-ph
Spatial entanglement in optical parametric oscillators with photonic crystals
研究了多模光学参量振荡器中腔内光子晶体的效应，特别是量子涨落。刺激或抑制空间不稳定性、降低或增加参数阈值的能力允许控制强度波动和相关性。在发现空间Einstein-Podolsky-Rosen纠缠和不可分性的阈值以上，发现了一个显着的量子噪声减少和压缩求积范围的增加。
2010-11-03 quant-ph
Entanglement temperature in molecular magnets composed of S-spin dimers
在本工作中，我们研究了由自旋二聚体$S$组成的分子磁体中的量子热纠缠，使用的纠缠见证的测量磁化率。然后，对于自旋$S$的某些值，获得纠缠温度$T_{e}$。由此，它表明，$T_{e}$是成比例的内二聚体交换相互作用$J$和纠缠只出现反铁磁耦合。将结果与在三种同构材料KNaMSi $_{4}$ O $_{10}$（M $=$ Mn、Fe或Cu）上进行的实验进行比较。
2009-08-20 quant-ph
Quantum correlations in separable multi-mode states and in classically entangled light
在这篇评论中，我们讨论了有趣的性质，显然是经典的光场，超越纯粹的经典背景下，让我们谈论这些领域的量子特性和它们在量子技术中的应用。我们简要地定义了真正的量子概念的纠缠和转向。然后，我们转移到经典和量子世界之间的边界线引入量子不和谐，一个更一般的概念，量子相干性，最后是一个有争议的概念，经典纠缠。为了揭示经常经典感知系统的量子方面，我们更详细地关注光模式之间的量子不一致相关性和导致单个光束不同自由度之间纠缠的光矢量场的不可分离性。为了说明不同类型的关联系统作为量子或类量子资源的能力，讨论了不和谐的纠缠激活，经典纠缠的高精度测量和使用系统内关联的量子信息任务。看似经典的光的多功能量子特性背后的共同主题是相干性，偏振和模式间和模式内的量子相关性。
2019-02-27 quant-ph
Operational entanglement-based quantum key distribution over 50 km of real-field optical fibres
研究提出基于能量-时间纠缠的真实场域50公里量子密钥分发链路，结合纠缠光子对源、主动稳定分析器及无专用信道时钟同步方法，实现40 kbps原始密钥率，建成首个完全运行的城域纠缠量子网络。
2022-08-02 quant-ph
Overcoming the fundamental limit of quantum transduction via intraband entanglement
针对量子转换器效率受泵浦功率和非线性耦合限制的问题，提出利用带内纠缠辅助的压缩器-耦合器-反压缩器结构，无噪声提升转换效率，突破效率-带宽乘积根本限制并显著增加量子容量。
2024-12-21 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Quantifying high-dimensional entanglement with Einstein-Podolsky-Rosen correlations
量化量子系统中的纠缠通常需要一个完整的量子断层扫描，然后是纠缠单调性的NP难计算-这些要求在更高的维度上迅速变得难以处理。因此，在大型量子系统中观察纠缠已经被降级到只验证其存在的证人。在这篇文章中，我们表明，违反最近的熵证人的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论也提供了严格的下限多纠缠措施，如纠缠的形成和可压缩的纠缠，等等。我们的方法只需要测量两对互补观测量之间的相关性-而不是层析成像-因此它在高维上有效地扩展。尽管如此，我们的技术捕获了常见的高维量子系统中几乎所有的纠缠，例如来自参数下转换的空间或时间纠缠光子。
2018-02-27 quant-ph
Feedback-Controlled Magnon-Atom Entanglement and Photon Statistics
College of Optical and Electronic Technology, China Jiliang University（中国计量大学光电工程学院）；School of Physical Sciences, Great Bay University（大湾区大学物理科学与技术学院）；Great Bay Institute for Advanced Study（大湾区高等研究院）
通过长短期记忆网络模拟动力学，利用相干反馈稳定腔内状态，发现光子关联函数和磁子-原子纠缠随腔镜距离周期性振荡，反馈显著增强反聚束和聚束效应。
2026-06-23 quant-ph
Demonstration of the Essentiality of Entanglement in a Deutsch-like Quantum Algorithm
量子算法可以有效地解决一些经典的棘手问题，利用量子并行。迄今为止，量子纠缠是否适用于量子计算仍是一个有争议的问题。在这里，我们提出了一个新的量子算法，表明纠缠可以帮助获得优于经典算法，甚至量子算法没有纠缠。此外，我们使用超导量子比特实现实验来证明我们提出的算法。我们的结果表明了该算法的可行性，并表明纠缠对于量子计算中某些问题的量子加速是必不可少的，这为将来开发有用的量子算法提供了可靠和明确的指导。
2018-01-23 quant-ph
Entanglement Swapping Model of DNA Replication
分子生物学主要利用化学中的量子效应，通过分子的几何结构和电子结构来解释分子的功能。然而，进一步的量子效应并不被认为在生命的基本过程中发挥任何重要作用。相反，将量子线路/协议和有机分子视为在进化过程中共同优化的生命系统的软件和硬件，可能有助于克服生物化学复杂性带来的困难，并有助于理解生命的物理学。在这个意义上，我们回顾了量子信息理论的DNA复制过程的方法，并提出了一个新的模型，其中1）分子识别的一个核碱基被假定为触发一个碱基内的纠缠对应于不同的互变异构体形式的叠加和2）互补的碱基配对通过交换碱基内的纠缠与碱基间的纠缠。我们研究了可能的生化实现的量子线路/协议，用于获得碱基内和碱基间的纠缠。本文利用无退相干子空间和子系统理论研究了细胞退相干问题。最后，我们讨论了模型的计算或实验验证的可行性和未来的研究方向。
2011-12-25 physics.bio-ph q-bio.BM quant-ph
Mode Entanglement in Fermionic and Bosonic Harmonium
本文首次解析研究N-Harmonium系统中的模式纠缠，发现超选择规则显著减少物理可访问纠缠，甚至完全消失，需重新评估其他费米子和玻色子系统中的纠缠。
2024-01-29 quant-ph
Exploring quantum correlations in a hybrid optomechanical system
在光机械腔的量子模拟和实验中，相干控制是一个具有挑战性的问题。我们提出了一个两个耦合光机械腔的方案来增强腔内纠缠。光子跳跃被用来建立光学模式之间的耦合，而声子隧穿被用来建立机械谐振器之间的耦合。两个腔都是由经典光驱动的。我们使用两种类型的量子测量：对数负性和量子操纵，探索每个腔内部产生的量子关联的耦合强度的影响。这种分析将揭示这些量子度量的意义以及它们在多普勒机制中的各个方面。我们还研究了耦合强度的基础上的稳定性条件。因此，可以量化腔内纠缠的程度。通过选择合适的光子和声子跳跃强度，可以增强所产生的纠缠。在计算中使用了一组基于当前可用的实验数据的参数。
2022-09-02 quant-ph
A Modular, Topology-Aware Software Stack for Entanglement-Based Distributed Quantum Computing
memQ Inc.（memQ公司）
本文提出一个开源的、拓扑感知的分布式量子计算编译与调度框架，通过模块化接口支持跨QPU操作和多种纠缠生成模型，实验表明编译策略和拓扑显著影响纠缠成本，强调软硬件协同设计。
2026-09-15 quant-ph
A $k$-entanglement measure complying with the many-body resource theory and its evaluation
本文提出了一种无需凸屋顶扩展的多粒子纠缠度量$E_w^{(k,n)}$，通过公理框架和高效算法实现了对多粒子纠缠的准确度量与评估。
2026-11-02 quant-ph
Multipartite entangled light from driven microcavities
多体纠缠光的产生和表征是量子光学中一个重要而富有挑战性的课题。本文研究了平面半导体微腔出射光的纠缠特性。腔内散射动力学导致由四分W态描述的光的发射。它的多体关联是通过使用纠缠证人的方法来确定的。纠缠条件的推导，这是基于从W态构造的一般证人。结果可用于检测光在有耗甚至湍流介质中传播的纠缠。
2013-10-10 quant-ph
Entanglement characteristics of subharmonic modes reflected from cavity for type II second harmonic generation
从理论上分析了第二类倍频光腔中泵浦光场的量子涨落和量子纠缠。从泵浦参数、腔内损耗和归一化频率的角度解释了反射次谐波场的正交分量之间的相关谱。在三谐振腔中，在音叉分叉发生之前，振幅和相位的求积都可以获得大的相关度。两个反射的次谐波光场处于纠缠态，相位求积存在量子关联，振幅求积存在量子纠缠关系。该系统可以作为一种新的连续变量纠缠态的产生源。
2003-12-16 quant-ph
Orbital angular momentum based intra- and inter- particle entangled states generated via a quantum dot source
Sapienza Università di Roma（罗马大学）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Università di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）
本文利用量子点源生成具有轨道角动量的单光子态，通过内联和外联纠缠实验实现高维量子态制备。
2022-11-09 quant-ph
A reconfigurable entanglement distribution network suitable for connecting multiple ground nodes with a satellite
针对卫星过境时间短、难以高效连接多个地面用户的问题，提出一种可重构的纠缠分发网络，兼具多点对单点与成对地面网络功能，数值模拟显示其具有良好扩展性，为全球地面节点互联提供可行方案。
2024-08-30 quant-ph
Computing quantum discord is NP-complete
我们研究了量子不和谐（超越纠缠的量子关联的度量）的计算复杂性，证明了计算量子不和谐是NP完全的。因此，量子不和谐在计算上是难以处理的：任何计算量子不和谐的算法的运行时间都被认为是随着希尔伯特空间的维度呈指数增长的，因此在中等大小的量子系统中计算量子不和谐在实践中是不可能的。作为副产品，一些纠缠度量（即纠缠代价、形成纠缠、纠缠的相对熵、压缩纠缠、经典压缩纠缠、互信息的条件纠缠和互信息的广播正则化）和受约束的Holevo容量的计算是NP-难/NP-完全的。这些复杂性理论的结果直接适用于普通的随机性蒸馏，量子态合并，纠缠蒸馏，超密集编码，和量子隐形传态，他们可能会提供重要的见解量子信息处理。此外，我们证明了两个典型问题的NP-完全性：经典状态上的线性优化和在凸集中检测经典状态，提供证据表明，与经典状态的工作是一般计算上难以解决的。
2014-03-28 cs.CC quant-ph
A tree tensor network approach to simulating Shor's algorithm
建设性地模拟量子系统进一步加深了我们对定性和定量特征的理解，这些特征在分析上可能是难以解决的。在这封信中，我们直接模拟和探讨了量子信息的一个典型例子：Shor波函数中的纠缠结构。所采用的方法是一个动态张量网络，它最初被构造为一个树张量网络，灵感来自模幂量子线路，后来有效地映射到一个矩阵产品状态。利用Schmidt数作为局域纠缠度量，我们的结构明确地捕获了波函数的非局域纠缠结构，并发现了一个纠缠标度关系。具体地说，我们看到，在临界尺度上饱和之前，跨双分区的纠缠在量子比特的数量上呈指数增长，该临界尺度与模块周期成比例。
2017-05-15 quant-ph
Quadrature entanglement and photon-number correlations accompanied by phase-locking
研究了腔内波片非简并光学参量振荡器（NOPO）中锁相光束的量子特性。本研究延续了我们先前在Phys.Rev.A69，05814（2004）中提出的分析，并涉及谱域中连续变量正交纠缠、光子数相关以及维格纳函数中锁相的签名问题。我们研究了相位局域化过程对量子关联效应的影响。揭示了NOPO在自脉冲不稳定性工作区的特点。结果是在随机运动方程框架内作为量子力学计算的P-表示中以及通过使用基于量子态扩散方法的数值模拟获得的。
2005-12-28 quant-ph
Transferring entanglement to the steady-state of flying qubits
纠缠从光场到量子比特的转移提供了一种可行的方法来纠缠量子网络中的远程量子比特。在腔量子电动力学中，该方案依赖于光子源和两个静止的腔内原子量子比特之间的相互作用。然而，在实践中可能很难同时捕获两个原子并使它们与腔的耦合同步。为了解决这一问题，我们提出并研究了从纠缠外场驱动的腔到受控飞行量子比特的纠缠转移。我们考虑两个典型的非高斯驱动场：NOON和纠缠相干态。我们证明了在腔场的长相干时间的限制下，当动力学近似幺正时，纠缠从驱动场转移到穿过腔的两个原子量子比特。另一方面，耗散主导的动力学导致非常弱的量子相关原子系统，如消失的量子不和谐所证明的。
2012-11-12 quant-ph
Intracity quantum communication via thermal microwave networks
经过验证的安全量子信道上的通信是当前开发的量子技术的最广泛应用之一。人们普遍设想，在未来的量子网络中，包含静态固态或原子量子比特的分离节点通过在大距离上交换光子来连接。在这项工作中，我们探索了一种有趣的替代量子通信通过全微波网络。为了使这成为可能，我们描述了一个通用的协议，通过热通道发送量子态，即使在通道中的热光子的数量远远大于一个。该协议可以用最先进的超导电路来实现，并且能够通过冷却到仅T=4K的微波传输线在~100 m的距离上传输量子态。这为建筑物内和建筑物之间的量子通信开辟了全新的可能性，从而为仅基于微波技术的城市内部量子网络的实现开辟了新的可能性。
2017-03-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Twisted photon entanglement through turbulent air across Vienna
具有扭曲相位波前的光子可以携带离散的、原则上无限的轨道角动量（OAM）。大的状态空间允许复杂类型的纠缠，这对量子通信和量子理论的基本测试都很有趣。然而，由于大气湍流的影响，这种纠缠态在大距离上的分布被认为是不可行的，这表明它们的用途受到严重限制。在这里，我们表明，它是可能的分发量子纠缠编码的OAM在一个动荡的城市内的链接3公里。我们确认了前两个高阶能级的量子纠缠（OAM= $\pm 1 \hbar$和$\pm 2 \hbar$）。它们对应于四个新的量子信道，与迄今为止在长距离量子实验中使用的所有信道正交。因此，一个有前途的应用将是具有大字母表的量子通信。我们还证明，我们的链接允许访问多达11个量子信道的OAM。提高数字的限制性因素是技术限制，可以通过现有技术加以规避。
2015-07-23 physics.optics quant-ph
Quantifying entanglement in a 68-billion dimensional quantum state space
纠缠是量子信息处理的核心，它承诺在计算，模拟，安全通信和计量的能力超出了经典设备的可能性。精确量化一个未知系统的纠缠需要完全确定它的量子态，即使对于中等大小的系统，这项任务也需要大量的测量。在这里，我们展示了一种从极其有限的数据中严格量化高维纠缠的方法。我们改进了一个熵，定量纠缠见证直接操作压缩的实验数据通过自适应，多级采样程序。仅需要$6,456$测量来证明由两个空间纠缠光子共享的$7.11 \pm .04$ ebits的形成纠缠。由于希尔伯特空间超过680亿维，我们需要$20$ -比未压缩方法少百万倍的测量值，以及比断层扫描少$10^{18}$倍的测量值。我们的技术提供了一个通用的方法来量化纠缠在任何大型量子系统共享的两方。
2019-06-28 quant-ph
Quantum correlations in optical metrology: Heisenberg-limited phase estimation without mode entanglement
利用量子费舍尔信息和量子关联参数研究了非经典光场在参数估计中的应用。结果表明，量子态的最佳测量灵敏度由其模间关联（依赖于路径纠缠）和模内关联（依赖于光子统计）决定.根据这些结果，我们考虑量子增强光学干涉仪的性能。此外，我们提出了一个海森堡有限的计量协议，涉及标准的元素，从被动和主动线性光学，量子克拉美-拉奥界限是饱和的强度测量。有趣的是，该方案的量子优势仅来自探测态的非经典光子统计，而不依赖于纠缠。我们研究了该方案的性能存在现实的损失，因此预测大幅提高散粒噪声限制与当前的技术能力。
2015-01-08 quant-ph
Long quantum channels for high-quality entanglement transfer
高质量的量子态和纠缠转移可以在弹道机制下运行的未调制自旋总线中实现，这发生在端点量子位A和B通过与链内交换相当的交换相互作用$j_0$耦合到链时。实际上，表征传输质量的转变幅度对于有限的最佳值$j_0^{opt}(N)$表现出最大值，其中$N$是信道长度。我们表明，$j_0^{opt}(N)$规模为$N^{-1/6}$大$N$，它确保了高质量的纠缠传输，即使在任意长的信道的限制，几乎独立的信道初始化。例如，对于任何链长，平均量子态传输保真度都超过90%。我们强调，采取相反的观点，应$j_0$实验约束，高质量的传输仍然可以通过调整信道长度，以其最佳值。
2011-05-30 quant-ph
Optomechanical entanglement at room temperature: a simulation study with realistic conditions
量子纠缠是量子密钥分发、量子隐形传态和量子传感等许多应用的关键。然而，在宏观系统中可靠地产生量子纠缠已被证明是一个挑战。在这里，我们提出了一个详细的分析有质动力纠缠的产生，利用光机相互作用，以创建量子关联。我们数值计算的纠缠措施-对数负-的纠缠的定量评估。实验的限制，包括热噪声和光损耗，从现有的实验测量包括在计算中，这是难以解决的分析。这一工作对有质动力纠缠器件的发展具有重要意义。
2020-07-22 physics.optics quant-ph
Entanglement source and quantum memory analysis for zero added-loss multiplexing
本文深入分析了零附加损耗复用（ZALM）架构中的SPDC源、贝尔态测量与量子存储器加载，推导密度算符以评估预示概率、效率和保真度，并揭示了确保双光子高纯度与忠实存储加载的关键特征。
2024-09-26 quant-ph
Optimizing mechanical entanglement using squeezing and parametric amplification
本研究提出一种光力学系统方案，借助腔内压缩与压缩库场的量子态转移优化纳米机械谐振器纠缠，明确多参数对纠缠的影响，为量子传感与信息处理应用提供可行路径。
2025-06-18 quant-ph
Squeezing and entanglement of matter-wave gap solitons
研究了一维光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体中带隙孤子的量子压缩和纠缠。利用线性化的量子理论，我们发现由于周期势场中布拉格散射引起的量子关联的孤子内结构，使得在演化过程中产生的带隙孤子的量子噪声压缩比无晶格情况下的原子孤子的量子噪声压缩增强.我们还证明了在动态稳定束缚态中，带隙孤子间的非线性相互作用可以产生强的孤子纠缠。
2004-12-06 cond-mat.soft quant-ph
Enhancing mechanical entanglement in molecular optomechanics
本文提出在双腔分子光力学系统中引入光学参量放大器以增强振动-振动纠缠，发现其虽抑制光-振动纠缠但显著提升振动-振动纠缠，且该纠缠在接近1000 K温度下仍保持鲁棒，为室温量子信息处理提供了理论基础。
2025-08-27 quant-ph
A quantum network stack and protocols for reliable entanglement-based networks
我们提出了一个堆栈模型来分解基于纠缠的量子网络的复杂性。更具体地说，我们专注于量子网络的结构和架构，而不是网络元素的具体物理实现。我们以分层的方式构建量子网络堆栈，包括几个层，类似于经典网络堆栈，并识别在这些层中的每一层上运行的量子网络设备。这些层的职责范围从建立点对点连接，到网络内图形状态生成，再到网络间纠缠路由。此外，我们提出了几个协议在这些层上运行。特别是，我们扩展了现有的网络内协议，用于生成任意图形状态，以确保量子网络内部的可靠性，其中可靠性是指补偿设备故障的能力。此外，我们提出了一个路由协议的量子路由器，使生成任意的图形状态跨越网络边界。该协议与经典的路由协议相对应，可以动态地补偿路由器的故障，甚至整个网络，通过简单地重新路由给定的纠缠在替代路径。我们还考虑了如何以分层方式连接量子路由器以降低复杂性，以及连接这些量子网络设备时出现的可靠性问题。
2019-03-25 cs.NI quant-ph
