Entanglement amplification via local weak measurements
我们提出了一种基于测量的方法，从部分纠缠纯态产生最大纠缠态。我们的目标可以被认为是从部分纠缠态的单个副本中提取纠缠。本方法涉及局部双结果弱测量。我们表明，这些本地弱测量的应用程序导致的概率放大纠缠。此外，我们还研究了发现最大纠缠态的概率与输入态的纠缠度之间的关系。我们还研究了我们的方法的应用到一个混合的初始状态。我们表明，该协议是成功的，如果混合初始状态的可分离部分满足一定的条件。
2012-10-16 quant-ph
Building partially entangled states with Grover's amplitude amplification process
讨论了如何构造$n$两态量子系统（量子比特）的部分纠缠态。具有高对称度的最佳部分纠缠态被认为是有用的，以克服散粒噪声限制的拉姆齐光谱在一定的退相干。该状态在任何两个量子比特的置换和每个量子比特的基态$|0\ket$和激发态$|1\ket$之间的反转下是不变的。我们证明了，通过在一定的基矢上进行选择性相移和Grover关于平均操作的反演，我们可以通过对两个或三个量子比特进行$({polynomial in $ n个$})\times 2^{n/2}$连续的么正变换来构造这种高对称纠缠态.我们可以利用我们的方法构造更一般的纠缠态。
2000-01-12 quant-ph
Fast Amplification and Rephasing of Entangled Cat States in a Qubit-Oscillator System
研究了耦合系数随时间变化的量子比特-振子系统，提出了一种产生具有大平均光子数的纠缠薛定谔猫态的方案，以及一种保护猫态不受系统非线性引起的失相影响的方案.我们专注于量子比特频率与振荡器频率相比很小的情况。我们首先给出了在无限小量子比特频率极限下的精确量子态演化。然后我们分析了非零量子比特频率的一阶效应。我们的方案适用于广泛的耦合强度值，包括最近实现的深强耦合制度。
2019-01-22 quant-ph
Shortcuts to Adiabaticity for the Quantum Rabi Model: Efficient Generation of Giant Entangled cat States via Parametric Amplification
提出了一种利用捷径绝热（STA）动力学方法快速产生Rabi模型在超强和深强耦合区的非经典基态的方法。通过对Jaynes-Cummings模型施加参量放大，模拟了含时量子Rabi模型。使用实验上可行的参数驱动，STA协议可以通过比绝热协议快10倍的过程生成大尺寸薛定谔猫态。这种快速的演变增加了我们的协议对耗散的鲁棒性。我们的方法使一个自由设计的参数驱动器，使目标状态可以在实验室框架中生成。一个很大程度上失谐的光-物质耦合，使协议强大的对实验中的操作时间的缺陷。
2021-01-14 quant-ph
The heralded amplification for the single-photon entanglement of the time-bin qubit
我们提出了一种有效的放大方案来保护时间仓量子比特的单光子纠缠态。该方案只需要一对单光子纠缠态和一些辅助单光子。在$t<\frac{1}{2}$的作用下，利用50：50分束器、带$t$传输的可变分束器和偏振分束器，可以提高单光子纠缠态的保真度。此外，可以完美地包含编码的时间仓信息。我们的协议是相当简单和经济。更重要的是，它可以在现有的实验条件下实现。基于上述特点，我们的协议可能是有用的，在当前和未来的量子信息处理。
2016-05-31 quant-ph
Violation of multi-particle Bell inequalities for low and high flux parametric amplification using both vacuum and entangled input states
我们将展示如何偏振测量参数下转换产生的输出字段将揭示违反多粒子贝尔不等式，在制度的低和高输出强度。在这种情况下，每个空间分离的系统（对其进行测量）都由一个以上的粒子组成。鉴于自旋系统的形式类比，该提议提供了一个机会来测试空间分离的更高自旋态的量子力学的预测。这里的量子行为可能，即使在大量子（粒子）数的系统上进行测量也可以证明。我们的建议适用于真空状态的信号和空闲输入，也量子注入参量放大器的研究德马蒂尼等人。检测器效率低下的影响。
2001-04-30 quant-ph
Experimental amplification of an entangled photon: what if the detection loophole is ignored?
由于环境诱导的退相干，在大尺度上对量子特性（如纠缠）的实验验证极具挑战性。事实上，在存在损耗的情况下，用于证明多粒子系统量子性的测量技术很难定义，如果不够准确，它们会提供错误的结论。我们提出了一个贝尔测试，其中一个光子的纠缠对被放大，然后检测到的阈值探测器，其信号进行后选择。放大是由一个经典的机器，产生一个完全可分离的微观宏观状态。然而，通过采用这样的技术，可以令人惊讶地观察到CHSH不等式的违反。这是因为忽略由后选择和系统损失打开的检测漏洞可能会导致误解，例如在明显不存在的设置中声称微观-宏观纠缠。通过使用阈值探测器和后选择，人们只能推断出初始光子对的纠缠，因此是微-微纠缠，因为它进一步被违反了二分系统的不可分性准则所证实。如何利用现有的技术在存在损耗的情况下检测光子微宏纠缠仍然是一个悬而未决的问题。
2011-04-12 quant-ph
Creating and detecting micro-macro photon-number entanglement by amplifying and de-amplifying a single-photon entangled state
提出了一种基于放大和去放大单光子纠缠态并结合零差量子态层析术观测光子数微宏纠缠的方案。所产生的微观-宏观纠缠态存在于放大和去放大步骤之间，是两个平均光子数相差约三倍的分量的叠加。我们表明，对于合理的光子损失值，应该有可能检测到微观-宏观光子数纠缠，其中宏观系统的平均光子数为100个或更多。
2012-10-04 quant-ph
Parametric amplification of continuous-variable entangled state for loss-tolerant quantum distributed sensing
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）
本研究提出用光参量放大多模纠缠态实现量子分布式传感，该态在大增益 OPA 下对损耗鲁棒，可提升量子传感灵敏度，为实际大规模量子计量提供了方法。
2026-09-02 quant-ph
Entanglement-Seeded-Dual Optical Parametric Amplification: Applications to Quantum Communication, Imaging, and Metrology
光学参量放大器（OPA）的研究已经成功地描述和产生用于诸如量子精密测量和量子光刻等领域的非经典光[Agarwal等人，J. Opt. Soc. Am. B，24，2（2007）]。在本文中，我们提出了一种利用纠缠态输入的OPA方案的理论。该方案涉及两个相同的OPA，并将最大路径纠缠的N 00 N态作为种子（|2，0>+|0，2>）/sqrt{2}。受激放大导致输出态的几率幅依赖于每个模中的光子数，这与双模压缩真空有很大的不同。输出包含一族可直接应用于量子密钥分发的纠缠态。特定的输出状态允许预先创建N=4 N 00 N状态，其可以用于量子光刻，以写入亚瑞利条纹图案，以及用于量子干涉测量，以实现海森堡限制的相位测量灵敏度。
2008-04-10 quant-ph
Creation of 2000-atom Greenberger-Horne-Zeilinger states by entanglement amplification
提出了一种新的多原子系综纠缠产生方案--纠缠放大，它将非纠缠态转化为纠缠态，并将纠缠度较低的纠缠态放大为最大纠缠Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态.该方案从一个初始化在相干自旋态的多原子系综开始。通过移动一个Dicke态的能量，我们将系综的Hilbert空间分裂成两个孤立的子空间，将相干自旋态撕裂成两个分量，从而引入纠缠。然后，我们利用孤立子空间相干分离两个分量，进一步增强纠缠。在单频光照射下，利用单粒子Rabi驱动高精细度光腔中的原子，在实验上可获得2000个原子的GHZ态，保真度在80%以上，从而为量子精密测量提供了海森堡极限的系综资源。
2020-03-24 physics.atom-ph quant-ph
Amplifying hybrid entangled states and superpositions of coherent states
比较了两种光子放大方案对混合纠缠态和相干态叠加态的作用，发现后者表现非平凡，且需依据量子Fisher信息在不同振幅下选择最优方案。
2025-06-26 physics.optics 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
Bell Inequality Tests with Macroscopic Entangled States of Light
量子关联可能违反贝尔不等式。大多数证实这一预测的实验方案已经在遭受检测漏洞的全光贝尔测试中实现。同时关闭这个漏洞和位置漏洞的实验是非常可取的，并且仍然具有挑战性。一种新的无环隙Bell检验方法是基于纠缠光子的放大，即关于宏观纠缠，哪种光信号应该容易检测。然而，宏观状态是部分无法区分的经典探测器。克服这些限制的一个有趣的想法是在放大后立即用适当的预选代替后选择。这是状态预处理揭示隐藏的非局部性的精神。在这里，我们检查一个可能的预选，但所提出的工具可以用于分析其他计划。过滤方法使宏观纠缠可用于贝尔测试和量子协议是当今该领域深入研究的主题。
2011-09-22 quant-ph
Conditional Entanglement Amplification via Non-Hermitian Superradiant Dynamics
本文研究非厄米超辐射动力学，提出通过非经典初始态（如腔QED单轴扭转）最大化生成高度纠缠态（包括最大纠缠猫态）的概率，实现条件纠缠放大。
2025-06-18 cond-mat.quant-gas quant-ph
Amplification of cascaded downconversion by reusing photons with a switchable cavity
针对级联自发参量下转换效率低的问题，本文提出用快速开关和延迟回路复用未转换光子，并通过理论模型与原理验证实验证明其可提高三光子探测率。
2023-06-05 quant-ph
Theory of remote entanglement via quantum-limited phase-preserving amplification
我们表明，量子限制相位保持放大器可以作为一个其中的路径信息擦除器时，其次是外差检测。这种“带增益分束器”实现了对信号源的连续联合测量。作为一个应用，我们提出了两个量子比特分散耦合到单独的腔体之间的并发远程纠缠产生。不同的量子位腔对可以通过简单的腔驱动场的工程设计而变得不可区分，从而提供进一步的实验灵活性和可扩展性的前景。此外，我们找到了随机主方程的解析解，量子滤波器，从而对导致量子比特纠缠态的非线性测量过程有了透彻的物理理解。我们确定的纠缠态的并发，并分析其依赖于损失和测量效率。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Free-space quantum key distribution with entangled photons
我们报告了一个完整的实验实现的量子密钥分发协议，通过自由空间链路使用偏振纠缠光子对从一个紧凑的参数下转换源。在相距1.5公里的站点之间进行了超过10个小时的不间断通信，我们观察到在纠错和隐私放大后，平均密钥生成速率为每秒630个。我们的计划不需要特定的硬件信道同步除了一个经典的无线链路，也没有明确的随机数发生器。
2006-08-03 quant-ph
Realization of microwave amplification, attenuation, and frequency conversion using a single three-level superconducting quantum circuit
利用不同的强驱动场和弱探测场结构，我们发现只需一个三能级超导量子线路（SQC）就足以实现微波场的放大、衰减和频率转换。这样的三能级SQC必须具有$Δ$型循环跃迁。与非线性光学介质中的参量放大（衰减）和频率转换不同，三能级SQC的实能级参与了这些过程完成时的能量交换。我们定量地讨论了不同类型驱动场的放大（衰减）效应和频率转换效应。获得了实现最大放大（衰减）和转换效率的最佳点。该研究为微波放大（衰减）、频率转换提供了一种新的方法，同时也为利用单三能级SQC产生单光子态或纠缠微波光子态奠定了基础。
2016-12-01 quant-ph
Time-resolved homodyne characterization of individual quadrature-entangled pulses
我们描述了一个简单而有效的装置来产生和表征飞秒正交纠缠脉冲。利用飞秒脉冲的非简并参量放大，在0.1 mm厚的K_2O_3晶体中，通过单次通过，可以有效地实现相当于2.5 dB压缩的量子关联.然后对纠缠脉冲进行单独采样，以表征状态的不可分离性和形成熵。完整的实验分析在时域中，从脉冲源的正交纠缠的时间分辨零差检测。这种特殊性允许在使用连续变量纠缠的量子通信协议中的应用。
2004-09-29 quant-ph
Fully passive entanglement based quantum key distribution scheme
在基于纠缠的量子密钥分发（QKD）系统中，通常可以利用无源光器件实现纠缠光子对的产生和测量基的随机选择。然而，辅助随机数对于进行隐私放大过程仍然是强制性的。本文提出了一种基于量子纠缠的全被动量子密钥分配方案，该方案从测量基失配的纠缠光子对的探测事件中提取用于隐私放大的认证随机比特。这些随机比特的隐私性可以通过估计筛选密钥中的相位误差率来证明。从测量基失配光子中提取认证随机数的思想可以扩展到所有实际的QKD方案。
2021-11-05 quant-ph
Quantum limited amplification and entanglement in coupled nonlinear resonators
我们展示了一个耦合腔实现的玻色哈伯德二聚体，实现量子限制放大，并产生频率纠缠微波场的压缩参数远低于-12 dB。与以前的参数放大器的实现相比，我们的二聚体既可以作为简并放大器，也可以作为非简并放大器。大的测量增益带宽产品的非简并操作超过250 MHz，在输入光子数高达2000每us的饱和度都预计将进一步提高，同时保持约2 GHz的宽频率可调谐性。基于集总元件电路的Bose-Hubbard二聚体具有对系统参数灵活控制的特点，可作为量子模拟中非线性腔阵列的基本单元。
2014-04-17 quant-ph
Amplification of polarization NOON states
NOON态是一种路径纠缠态，可以用来提高干涉测量中的相位分辨率。本文分析了偏振NOON态光参量放大所获得的量子态。首先，我们从理论和实验上研究了共线量子注入光参量放大器（QIOPA）对双光子态的放大。我们比较了受激发射方案与Sciarrino等人（PRA 77，012324）研究的自发方案，发现两种情况下的活力相当，但受激情况下的信号增强。第二步，我们证明了由于晶体的本征λ/4振荡模式，共线放大器不能成功地用于放大N>2的N光子态。为了克服这一局限性，我们提出了一种基于非共线QIOPA的通用状态放大方案，我们表明，通过放大过程获得的状态保留λ/N特征，并表现出较高的抗损失能力。此外，当分析具有足够高阶M的关联函数时，可以得到渐近单位可见性。
2008-04-11 quant-ph
General individual attack on the ping-pong protocol with completely entangled pairs of qutrits
分析了三维量子系统完全纠缠对乒乓协议的一般个体（非相干）攻击。推导了窃听者信息量与攻击检测概率的关系式。结果表明，具有量子数对的乒乓协议的安全性高于具有量子位对的乒乓协议的安全性。它还表明，在控制模式下的两个相互无偏的测量基地的合法用户使用的乒乓协议与qutrits对，类似于协议组的量子比特，只具有渐近安全性，并需要额外的方法，其安全放大。
2009-11-06 quant-ph
Amplification of polarization correlations in Compton scattering of hard X-ray Bell states
最大纠缠Bell光子的康普顿散射的理论截面还有待于实验的严格证实。用于康普顿散射实验的贝尔态的测试案例现在可以扩展，给出了通过自发参数下转换过程在硬X射线区域中创建所有4个贝尔态的报告。我们概述了一个实验，并应用矩阵方法参数化康普顿散射理论使用相位匹配角。当两个假设光子计数器的方位角以0度和90度的角度记录时，并且它们的计数率的比率被确定，与511 keV的贝尔光子相比，方位角比率预计将大600倍。
2020-11-30 hep-th quant-ph
Efficient preparation of entangled states in cavity QED with Grover's algorithm
该研究提出利用Grover算法的放大机制，通过光子在光学腔上散射的相移实现条件符号变化，仅需少量光子散射事件即可确定性制备原子系综的多种纠缠态，无需单独寻址原子。
2025-08-21 physics.atom-ph quant-ph
Secure continuous variable quantum teleportation and Einstein-Podolsky-Rosen steering
我们研究了相干态的安全隐形传态所需的资源。我们扩展连续变量隐形传态，包括量子远程放大协议，允许非统一的经典增益和预放大或后衰减的相干态。我们表明，对于任意高斯协议和一类重要的高斯资源，需要双向转向来实现超越无克隆阈值的隐形传态保真度。这提供了高斯可操纵性和安全隐形传态之间的操作连接。我们提出了实用的配方，预示着无噪声的前置放大器可能使高保真预示着隐形传态，使用最低限度的纠缠，但可操纵的资源。
2015-08-24 quant-ph
Optimal Settings For Amplification And Estimation Of Small Effects In Postselected Ensembles
为了描述选择前和选择后的量子系综，使用了一个称为算子弱值的复量。弱值是非常有争议的，因为它不受相应算子的可能特征值的限制。然而，反常弱值的获取被认为是当今量子干涉测量中的一项强有力的技术。在这里，它示出了量子系统上的后选择恢复测量装置中的完全隐藏的干涉效应。研究干涉图案显示放大和参数估计的最佳设置。这也证明了弱价值不是现实的要素。使用单光子，它是研究如何后选择光子可以赋予$π$相移（放大的峰值）的光子与它在非线性光学介质中的弱相互作用。纠缠度的增加是后选择在参数估计中的有效性的背后。特别是，安排后选择纯纠缠态可以优化的信噪比，允许实现高灵敏度的测量使用低输入功率。
2023-03-17 quant-ph
Hybrid spin-superconducting quantum circuit mediated by deterministically prepared entangled photonic states
在混合量子系统中，可以通过调节与动态引入的光子的相互作用来获得可控耦合。我们提出了一种混合量子体系结构，由两个氮空位中心合奏耦合到一个可调通量量子比特，包含在传输线上的多模非线性超导共面波导谐振器附加约瑟夫森混合设备。我们讨论了利用纠缠的微波传播光子，通过我们的非线性波混合过程，使之成为宏观上不同的量子态。我们使用这些状态来引导系统，并表明通过进一步放大，我们可以创建一个类似的光子态，它具有更明显的减少其不确定性。此外，我们表明，所有这些导致了一个延长的相干时间，一个合理的保真度衰减到0.94，然后向上增加，稳定在0.6以及加强纠缠。
2019-11-03 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
Spectral Gap Amplification
科学中的大量问题可以通过准备某个哈密顿量H的特定本征态来解决。这些问题的量子算法的通用成本由该本征态的H的逆谱隙和在某个固定时间内随H演化的成本决定。谱隙放大的目标是构造具有与H相同的本征态但具有更大谱隙的哈密顿量H'，这要求以几乎相同的成本实现具有H'和H的恒定时间演化。我们表明，二次光谱间隙放大是可能的，当H满足无阻挫性质，并给出H'的这些情况下。这导致优化问题的量子加速。它也产生了改进的构造的绝热模拟的量子线路和投影纠缠对态（PEPS），这在量子多体物理中起着重要作用的制备。定义一个合适的黑箱模型，我们建立的二次放大是最佳的挫折免费的哈密顿量，没有光谱间隙放大是可能的，在一般情况下，如果挫折免费的属性被删除。一个推论是，在黑箱模型中很难找到随机哈密顿量和相应的随机矩阵之间的相似变换，这限制了一些模拟量子绝热演化的经典方法的能力。
2012-03-30 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
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
Exponentially-Enhanced Light-Matter Interaction, Cooperativities, and Steady-State Entanglement Using Parametric Amplification
我们提出了一种实验上可行的方法来增强原子-场耦合以及这种耦合和耗散之间的比率（即，在光学腔中的两个原子的相互作用。我们的方法也使稳态的近最大量子纠缠的产生。我们的方法利用光学参量放大，以指数方式增强原子-腔相互作用，因此，系统的协同性，与压缩引起的波动噪声被完全消除。因此，即使对于压缩参数的适度值，也可以实现比$100$大得多的有效协同性。我们表明，纠缠不保真度（量化的最大纠缠态的产生状态的偏差）是指数小于在其他耗散纠缠制备不施加压缩的不确定性的下限。因此，这种不忠可以任意小。我们提出的增强原子-腔协同效应的通用方法可以在广泛的物理系统中实现，并且可以为基于纠缠的量子信息处理提供多种应用。
2018-03-05 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
Cloning Entangled Qubits to Scales One Can See
通过放大光子量子比特，可以产生包含足够人眼可见光子的状态，从而可能将量子效应带到宏观尺度[1]。本文从理论上研究了利用不同类型的光子量子比特光克隆机放大纠缠光子对的一侧所获得的量子态。我们提出了一个检测方案，涉及有损阈值检测器（如人眼）的放大侧和传统的光子探测器的另一侧。我们表明，这种粗粒度的测量得到的相关证明了初始光子对的纠缠，并没有证明的纠缠的放大状态。我们强调的重要性，贝尔违反实验中的检测漏洞，给出了一个简单的制备技术，违反贝尔不等式，而不关闭这个漏洞的可分离状态。最后分析了放大态的真实纠缠及其对放大前、放大中和放大后损耗的鲁棒性。
2010-05-27 quant-ph
Quantum battery optimized by parametric amplification
College of Physics and Electronic Engineering, Northwest Normal University（西北师范大学物理与电子工程学院）；Gansu Provincial Research Center for Basic Disciplines of Quantum Physics（甘肃省量子物理基础学科研究中心）；Key Laboratory of Quantum Theory and Applications of MoE, Lanzhou Center for Theoretical Physics, and Key Laboratory of Theoretical Physics of Gansu Province, Lanzhou University（兰州大学理论物理省部共建教育部重点实验室、兰州理论物理中心）；Lanzhou University（兰州大学）
本文提出基于超导电路系统的量子电池优化方案，利用双光子驱动的LC谐振腔作为充电器，通过参数放大增强腔-量子比特耦合，实现高效率的能量传输与存储。
2026-05-14 quant-ph
Information communicated by entangled photon pairs
量子通信的一个关键目标是确定两个量子系统之间共享的最大比特数。这方面的一个重要例子是基于纠缠的量子密钥分发（QKD）方案。这个一般通信问题的现实处理必须考虑到纠缠源和探测器的非理想性质。本文的目的就是给出这样一种处理方法。我们得到了互信息的实验参数的解析表达式。结果被应用到依赖于自发参量下转换产生纠缠光子的通信方案。我们表明，我们的研究结果可以应用到的任务，如计算最佳的比特率每光子在高维时间仓编码的量子密钥分配协议（隐私放大之前）。这种协议的一个关键发现是，通过使用现实的实验参数，每个光子可以获得超过10比特。我们还展示了我们的研究结果如何可以应用于表征的光纤阵列的能力，并量化纠缠使用互信息。
2012-03-07 quant-ph
Entanglement-assisted weak value amplification
大的弱值已被用来放大线性响应信号的灵敏度，以检测小参数的变化，这也使得一个简单的方法，精确的参数估计。然而，产生一个大的弱值需要一个低的后选择概率的辅助自由度，这限制了该技术的实用性。我们提出了一种改进的方法，使用纠缠，以提高效率。我们表明，通过纠缠和后选择$n$辅助，后选择概率可以增加$n$的一个因素，同时保持弱值固定（相比$n$不相关的尝试与一个辅助），这是最佳的缩放与$n$，预计从量子精密测量。此外，我们还得到了一个令人惊讶的结果：在后选择态中，关于被检测参数的量子费舍尔信息几乎可以被完全保留，这使得灵敏估计近似地饱和了最优量子Cramér-Rao界.为了说明这个协议，我们提供了简单的量子线路，可以使用目前的实验实现的三个纠缠量子比特。
2014-01-23 quant-ph
Entangled Quantum Key Distribution Over Two Free-Space Optical Links
我们报告的第一个实时实施的量子密钥分发（QKD）系统使用纠缠的光子对发送两个自由空间光学望远镜的链接。纠缠光子对产生的II型自发参量下转换源放置在一个中心，潜在的不可信的位置。两条自由空间链路的距离分别为435米和1，325米，总间隔为1，575米。该系统依赖于被动偏振分析单元、用于同步的GPS定时接收器和定制编写的软件来执行完整的QKD协议，包括纠错和隐私放大。在夜间超过6.5小时的时间里，我们观察到平均原始密钥生成速率为565比特/秒，平均量子误码率（QBER）为4.92%，平均安全密钥生成速率为85比特/秒。
2008-09-15 quant-ph
Broadband Squeezed Microwaves and Amplification with a Josephson Traveling-Wave Parametric Amplifier
电磁真空的压缩是一种基本的量子力学技术，用于减少量子噪声的应用跨越引力波探测，生物显微镜，和量子信息科学。在超导电路中，通常用于产生压缩微波的基于谐振器的约瑟夫森结参量放大器受到窄带宽和低动态范围的限制。在这项工作中，我们开发了一个双泵，宽带约瑟夫森行波参量放大器，相敏消光比为56 dB的单模压缩等同于最好的谐振器为基础的挤压。我们还展示了双模压缩在微波频率与带宽在千兆赫范围内，几乎是两个数量级宽于当代谐振器为基础的挤压。我们的放大器能够同时产生具有大频率间隔的纠缠微波光子对，具有潜在的应用，包括高保真量子比特读出，量子照明和隐形传态。
2023-02-15 quant-ph
Quantum steerability: characterization, quantification, superactivation and unbounded amplification
量子转向，也称为爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向，是一种有趣的现象，与空间分离的观察者能够通过局部测量来转向远距离方可访问的条件量子态的能力有关。从量子信息的角度来看，所有可操纵的量子态都是量子信息处理任务的资源。在这里，通过被称为转向分数的量，我们得到一个简单的，但一般的标准，允许一个识别量子态，可以表现出量子转向，从而使转向量子态的表征迈出了重要的一步。反过来，该标准，也提供了上界的最大转向不等式违反任意有限维最大纠缠态。对于量化的可操纵性，我们证明了加强版的转向分数是一个凸转向单调，并演示了它是如何与其他两个，即可操纵的重量和转向鲁棒性。使用这些工具，我们进一步证明了可操纵性的超激活，即，我们展示了如何通过允许对同一状态的多个副本进行联合测量来恢复某些纠缠但不可操纵的量子态的可操纵性。特别是，我们的方法允许一个明确地构建一个指导不平等，以体现这一现象。最后，我们证明了存在量子态（包括一些在投影测量下不可操纵的量子态），它们的操纵不等式破坏可以通过允许对同一量子态的三个拷贝进行联合测量而被任意放大.为了完整性，我们还演示了如何最大的转向不等式违反可以用来绑定最大的贝尔不等式违反，并推导出，类似地，一个简单的充分条件贝尔非局部性从后者。
2017-01-01 quant-ph
Quantum-Enhanced Sensing Based on Time Reversal of Nonlinear Dynamics
我们实验证明了一个非线性检测方案，利用时间反转动力学，解开连续变量纠缠态可行的读出。利用玻色-爱因斯坦凝聚体的自旋交换动力学作为非线性机制，不仅可以产生纠缠态，而且可以通过控制相位印记实现时间反转。为了演示量子增强测量，我们构建了一个有源原子SU（1，1）干涉仪，其中纠缠态的制备和非线性读出都包括参量放大。该方案仅通过检测平均原子数就能耗尽量子资源。受控的非线性变换拓宽了应用量子技术的有用纠缠态的光谱。
2016-12-13 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Would quantum entanglement be increased by anti-Unruh effect?
我们研究了纠缠量子态的“反Unruh效应”，并参考先前指出的耦合到真空的加速探测器的反直觉冷却。我们证明了当一个探测器加速度或两个探测器同时加速度时，初始纠缠态（类空分离态）的量子纠缠可以增加.然而，如果两个粒子（例如，由于二分系统的探测器）最初没有纠缠，所以纠缠不能由反Unruh效应产生。因此，在一定的参数范围内，反Unruh效应可以看作是量子纠缠的一种放大机制。
2018-02-22 gr-qc hep-th 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
Zero-threshold correlated-photon laser with a single trapped atom in a bimodal cavity
本文提出双模腔中单个V型三能级原子的零阈值纠缠光子对激光方案，揭示相干驱动产生纠缠、弱非相干泵浦显著放大纠缠光场的机制。
2022-11-15 quant-ph
Observation of Entanglement Between Itinerant Microwave Photons and a Superconducting Qubit
与传播量子场纠缠的定域量子比特非常适合于研究量子力学的非定域方面，并且还可以提供在量子网络中的空间分离的节点之间进行通信的信道。在这里，我们报告的需求之间的超导量子比特和传播的微波场组成的零，一个和双光子Fock态的贝尔型纠缠态的产生和表征。使用低噪声线性放大和有效的数据采集，我们提取量子比特和光子态之间的所有相关的相关性，并展示了高保真纠缠。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Continuous-variable quantum teleportation with vacuum-entangled Rindler modes
我们考虑一个连续变量的量子隐形传态协议之间的均匀加速发送器在右Rindler楔，共形接收器限制到未来的光锥，和一个惯性观察者在闵可夫斯基真空。使用非微扰量子线路模型，加速的观察者与场的Rindler模式幺正地相互作用，从而访问真空的纠缠作为资源。我们发现，一个Rindler位移闵可夫斯基真空状态准备和隐形传态的加速观察员出现混合根据惯性观察员，尽管减少的正交方差低于经典的限制。这是一个令人惊讶的结果，因为从加速观察者直接传输的相同状态对惯性观察者来说是一个纯相干态。状态的退相干是由加速度增加时的相反效应的相互作用引起的：对于更强的纠缠源，输出状态中的真空噪声减少，由于Unruh辐射的存在而受到热噪声放大的限制。
2023-01-09 gr-qc quant-ph
Security of Quantum Key Distribution with Entangled Photons Against Individual Attacks
Ekert协议的安全性被证明对个人的攻击，窃听者被允许共享任何密度矩阵与两个通信方。密度矩阵跨越两个接收器的所有光子数状态，以及属于窃听者的任意维度的探测状态。使用这种一般的窃听策略，我们表明，香农信息的最终密钥，经过纠错和隐私放大，可以指数小。这是通过找到窃听者的平均冲突概率的界限来完成的。我们发现Ekert协议的平均碰撞概率与BB 84协议的单光子碰撞概率相同，这表明Ekert协议中没有模拟光子分裂攻击。然后，我们比较这两种协议的通信速率作为距离的函数，并表明Ekert协议具有更长的通信距离的潜力，高达170公里，在现实的探测器暗计数和信道损耗的存在下。最后，我们提出了一个稍微复杂的方案，基于纠缠交换，可以导致更长的通信距离。这种新方案的限制因素是光纤损耗，这使得在较长距离上的通信速率非常慢。
2000-12-16 quant-ph
Certified randomness amplification by dynamically probing remote random quantum states
研究在Quantinuum Helios量子处理器上动态探测远程纠缠态，实现跨网络的认证随机性放大，在64量子比特随机电路上达0.586保真度，将低熵不完美随机源转化为近乎完美的随机性。
2025-11-05 quant-ph
Time-Reversal-Based Quantum Metrology with Many-Body Entangled States
在量子精密测量中，纠缠代表了一种有价值的资源，可以用来克服标准量子极限（SQL），该极限限制了与独立粒子一起操作的传感器的精度。超越SQL的测量通常通过相对简单的纠缠态（具有高斯概率分布的压缩态）实现，其中量子噪声在不同的正交之间重新分布。然而，由于基本限制和在实践中实现的有限测量分辨率，基于压缩态的传感器通常远离量子精密测量的真正基本极限（海森堡极限）操作。在这里，通过实施一个有效的时间反转协议，通过控制的符号变化的光学工程多体哈密顿，我们证明了原子传感器的性能与非高斯状态超出自旋压缩的限制，而不需要极端的测量分辨率。使用350个中性$^{171}$ Yb原子的系统，通过时间反转相互作用（SATIN）协议的信号放大实现了迄今为止在任何干涉仪中展示的超过SQL（$11.8 \pm 0.5$ ~dB）的最大灵敏度改进。此外，我们证明了精度提高成比例的粒子数（海森堡标度），在固定的距离海森堡极限为12.6分贝。这些结果为使用复杂纠缠态的量子精密测量铺平了道路，在科学和技术中具有潜在的广泛影响。潜在的应用包括寻找暗物质和超越标准模型的物理学，测试物理学的基本定律，计时和大地测量。
2021-09-28 physics.atom-ph quant-ph
Pulsed "three-photon" light
产生多光子纠缠态是量子信息处理应用的一个主要任务。研究了脉冲激光作用下二阶非线性介质中光放大过程中光子三重态的产生。为了实现这一目标，我们研究了在具有高斯时间依赖包络的激光脉冲序列驱动下的光学腔中的级联三光子分裂过程。在级联三波共线组态中考虑短时间内光子三重态的产生，制备多光子纠缠态是量子信息处理应用的一个主要任务。研究了脉冲激光作用下二阶非线性介质中光放大过程中光子三重态的产生。为了实现这一目标，我们研究了在具有高斯时间依赖包络的激光脉冲序列驱动下的光学腔中的级联三光子分裂过程。考虑到在短时间范围内和级联三波共线结构中光子三重态的产生，我们简要地分析了偏振非乘积态的制备，并展望了这些结果在级联光学参量振荡器中的进一步应用。在维格纳函数的基础上证明了光子三重态在相空间中的非经典特性。计算了级联光参量振荡器产生阈值下的归一化三阶关联函数，证明了在脉冲区，依赖于脉冲宽度和脉冲间隔的三光子数关联程度基本上超过了连续抽运情况下的三光子数关联程度。
2012-05-17 quant-ph
Entanglement engineering in magnomechanical system via cross-Kerr interaction and mechanical parametric amplification
University of Yaounde I（雅温得第一大学）；University of Ngaoundere（恩冈德雷大学）；Stellenbosch Institute for Advanced Study (STIAS), Wallenberg Research Centre at Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学瓦伦伯格研究中心高级研究院）；Umm Al-Qura University（乌姆古拉大学）；Princess Nourah bint Abdulrahman University（公主努拉·宾特·阿卜杜勒·拉赫曼大学）；University of Bisha（比沙大学）
提出利用交叉Kerr非线性和机械参量放大在磁机械系统中产生和增强量子纠缠的理论方案，揭示了弱耦合下纠缠生成的关键机制。
2026-06-23 quant-ph
Realization of a Decoherence-free, Optimally Distinguishable Mesoscopic Quantum Superposition
我们报道了利用高增益的量子注入光参量放大实现了M=12光子的纠缠量子叠加。发现该系统对退相干具有很高的弹性，在常温下表现出直接可访问的介观干涉效应。利用现代层析成像方法，证明了动态“封闭系统”整个介观输出态的不可分离性和量子叠加性。该装置实现了埃尔温·薛定谔在1935年的典范“猫”的辩护中所设想的条件，这是量子力学的一个基本里程碑。
2005-08-29 quant-ph
