Practical Position-Based Quantum Cryptography
我们研究了一般的家庭的量子位置验证协议，并提出了一类新的攻击的Clifford层次的基础上。这些攻击优于目前的策略，基于端口的隐形传态的一大类实际协议。然后，我们介绍了交错产品协议，一个新的计划，位置验证只涉及的准备和测量的单量子位状态，最好的攻击有一个复杂的指数在经典位传输的数量。
2015-10-06 quant-ph
Security of two-way quantum cryptography against asymmetric Gaussian attacks
最近，我们在连续变量量子密码学中展示了双向量子通信的优势。由于这种新的方法，两个诚实的用户可以实现一个重要的安全增强，只要窃听者的高斯交互是独立的和相同的。在这项工作中，我们考虑不对称的策略，高斯相互作用可以是不同的和经典相关的。对于这种攻击，我们证明了安全性的增强仍然成立时，双向协议用于直接和解。
2008-09-18 quant-ph
Attack of Many Eavesdroppers via Optimal Strategy in Quantum Cryptography
我们研究的情况下，$n$窃听攻击Bennett-Bennard密码协议通过自己的最佳和对称的策略。信息增益和互信息与发送方为每个窃听明确推导。对于任意$n$窃听者的情况，接收器的错误率可以使用递归关系导出。虽然第一个窃听者可以获得互信息，而不会受到其他窃听者的干扰，但随后的窃听通常会增加接收器的错误率。其他窃听者不能充分地获得关于输入信号的信息。结果，每个窃听者获得的信息变得小于最优信息。
2009-01-14 quant-ph
Incoherent and Coherent Eavesdropping in the 6-state Protocol of Quantum Cryptography
对六态量子密码协议的所有非相干窃听策略以及2-和3-量子比特相干窃听策略进行了分类。对于1/6的扰动，最优非相干窃听策略归结为通用量子克隆机。相干窃听不能增加夏娃的香农信息，无论是在整个比特串上，还是在鲍勃未受干扰地接收到的比特集上。然而，相干窃听可以增加夏娃的Renyi信息以及她正确猜测所有比特的概率。Eve延迟测量她的探针，直到公众讨论纠错和隐私放大的情况下也被考虑。有人认为，通过这样做，夏娃只获得了微不足道的额外信息。
1998-12-20 quant-ph
A Talk on Quantum Cryptography, or How Alice Outwits Eve
爱丽丝和鲍勃希望在没有大反派夏娃偷听他们谈话的情况下进行交流。爱丽丝决定选修两门大学课程，一门是密码学，另一门是量子力学。在课程中，她发现她可以用她刚刚学到的东西来设计一个加密通信系统，该系统可以自动检测Eve是否适合她的恶意窃听。讨论的一些主题是海森堡的不确定原理，Vernam密码，BB84和B92密码协议。谈话结束时讨论了夏娃的一些可能的窃听策略，不透明窃听，半透明窃听，半透明窃听与纠缠。
2001-02-02 quant-ph
High-fidelity transmission of polarization encoded qubits from an entangled source over 100 km of fiber
我们证明了非简并下转换在810和1550 nm的长距离光纤量子通信使用偏振纠缠光子对。在没有暗计数减法的情况下，对双光子可见性的测量已经表明，量子相关性（原始可见性89%）允许使用商业上可获得的单光子探测器在100 km的非零色散位移光纤之后进行安全的量子密码术。此外，量子态层析成像显示状态负性几乎没有退化，从源处的0.99降低到100公里后的0.93，表明传输期间保真度的损失最小。
2008-01-23 quant-ph
Fundamental limits on quantum cloning from the no-signalling principle
本文基于无信号原理和远程态制备，在统一框架中重新推导了概率性与确定性量子克隆机最大保真度的上界，并将其应用于量子密码学中若干重要状态子集。
2024-01-19 quant-ph
Entanglement distribution over 150 km in wavelength division multiplexed channels for quantum cryptography
授予信息隐私权在我们的社会中至关重要，特别是在光纤通信网络中。量子密码学提供了一种独特的方法，可以在远程位置建立真正随机比特的相同字符串，其保密级别使用经典资源无法达到。然而，几个约束，如非优化的光子数统计和资源，探测器的噪声，和光损耗，目前限制了性能方面的可实现的密钥速率和距离。在这里，这些问题是解决使用的方法，结合了基本的和现成的技术资源。高质量的二分光子纠缠分布在150公里的光纤链路，利用波长解复用策略实现在最终用户的位置。它示出了如何符合率与所采用的电信信道的数量线性缩放，与值优于以前的实现几乎一个数量级。由于其潜在的可扩展性和与设备无关的策略的兼容性，该系统已经为真正的量子应用做好了准备，特别是基于纠缠的量子密码学。
2016-03-10 quant-ph
Full-field mode sorter using two optimized phase transformations for high-dimensional quantum cryptography
高维编码方案已成为一种新的方式来执行量子信息任务。对于高维度，光子的时间和横向空间模式是在这样的实验中常用的两个范例自由度。然而，仍然需要用于多结果测量的通用设备来充分利用编码方案的高维性质。我们提出了一个一般的全场模式排序方案，只包括两个优化的相位元素的基础上进化算法，允许联合排序的方位角和径向模式在很宽的范围内的基地。我们进一步研究我们的方案的性能，通过模拟的背景下，高维量子密码学，高保真度的测量方案是至关重要的。
2019-05-03 physics.optics quant-ph
Quantum Error Correction by Coding
量子密码学和量子计算机的最新进展给它们即将实现的实际带来了希望。这些量子系统的应用的核心的基本要素是量子纠错方案。我们提出了一种基于编码的新技术，以检测和纠正由于量子密码学或量子计算机中的存储器中的不完美传输线而导致的错误。我们给出了一个特殊的例子，如何检测一个decorescent量子比特，以传输或保持高保真度的原始量子比特。
1995-11-03 quant-ph
A complete characterization of the optimal unitary attacks in quantum cryptography with a refined optimality criteria involving the attackers Hilbert space only
Fuchs等人[Phys. Rev. A，1997]提出了一种对BB84协议的最优攻击，其中最优性的充分必要条件涉及发送者和攻击者的联合希尔伯特空间。在这项工作中，我们提出了一个完善的最优性标准，只涉及攻击者的希尔伯特空间。它揭示了攻击者交互后状态之间的最佳（非零）重叠必须等于接收端的保真度和干扰之间的差，并且在数值上相同。这个数量原来是相同的减少（因子）贝尔违反时，估计为等效的纠缠为基础的协议。此外，一系列的必要和充分条件揭示了最佳状态的结构，因此，这是唯一的和所有可能的最佳相互作用。我们表明，这些最佳状态是相同的输出的最佳相位协变克隆。我们还展示了各种方法来获得最佳的酉进化，窃听者有兴趣知道，以安装一个最佳的攻击。
2019-11-12 quant-ph
Entropy Bounds via Hypothesis Testing and Its Applications to Two-Way Key Distillation in Quantum Cryptography
King’s College London（伦敦国王学院）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）
本文通过量子渐进假设检验与熵界建立联系，提升密钥率并改进QKD安全性分析。
2026-10-30 quant-ph
Exponential lower bounds for low-degree strategies in position-based quantum cryptography
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Instituto de Ciencias Matematicas（数学科学研究所）
本文针对非局域量子计算中的对角酉算子族，证明了若低度多项式策略可实现恒定精度，则至少一个算子的实现需要指数级资源，从而为基于位置的量子密码学提供了更强的下界。
2026-09-29 quant-ph
Consecutive Measurement Tradeoffs in Quantum Cryptography
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Nanjing University（南京大学）；The University of Hong Kong（香港大学）
本文研究了量子密码学中连续测量对信息提取的影响，提出连续测量定理框架，改进了成功概率的界限，并为多种密码原语提供了更强的安全保证。
2026-09-04 quant-ph
Ternary Quantum Eraser Cryptography
Institute of Quantum Technologies and Advanced Computing, KACST（KACST量子技术与先进计算研究所）；Department of Physics, College of Science, Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University (IMSIU)（伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学理学院物理系）；Department of Physics, College of Science, King Khalid University（国王哈立德大学理学院物理系）；Institute for Quantum Science and Technology and Department of Physics, Shanghai University（上海大学量子科学与技术研究院及物理系）；Shanghai Key Laboratory of High Temperature Superconductors, Shanghai University（上海大学高温超导学重点实验室）；NCQOQI, KACST（KACST国家量子光学与量子信息研究中心）
本文提出一种三进制量子擦除协议，利用三个极化态实现增强安全性的加密方法，通过减少单光子鉴别能力和限制多光子窃听策略，将窃听成功率限制在54%以下。
2026-04-23 quant-ph
Optimal strategies for estimating the average fidelity of quantum gates
我们表明，表征量子器件正常功能的最小实验工作量为2^n（n个量子比特），需要经典计算资源~ n^2 2^{3 n}。这代表了一个指数减少相比，目前最好的协议，蒙特卡罗表征。这种减少是以必须准备纠缠输入态或获得边界而不是平均保真度本身为代价的。它是通过将蒙特卡罗抽样应用于所谓的两个设计或两个经典的随机性来实现的。对于Clifford门的特定情况，基于通道状态同构的原始版本的蒙特卡罗表征仍然是最佳选择。我们提供了一个分类的设备表征所需的实验设置的数量，实际测量和经典的计算资源的平均数的有效策略。
2013-11-14 quant-ph
Bounding fidelity in quantum feedback control: theory and applications to Dicke state preparation
针对环境退相干下量子态制备保真度受限问题，推导了连续监测与反馈控制下稳态平均保真度的理论上限，并在Dicke态制备中结合强化学习验证了该界限的实用价值。
2025-07-01 quant-ph
General immunity and superadditivity of two-way Gaussian quantum cryptography
考虑双向连续变量量子密钥分发，研究其对一般窃听策略的安全性。在假设多个信号交换的渐近极限的条件下，证明了双向高斯协议对相干攻击是免疫的。更确切地说，我们显示了一般的超加性的双向安全阈值，这被证明是高于相应的单向同行在所有情况下。我们进行的安全性分析，首先减少了一般的窃听到一个两个模式的相干高斯攻击，然后表明，超可加性是通过利用双向量子通信的随机开/关切换。这允许各方根据量子信道的层析成像选择适当的通信实例来准备密钥。事实上，电路的随机打开和关闭代表了额外的自由度，允许各方将窃听的双模相关性后验地转换为噪声。窃听者被假定为无法访问开/关开关，并且实际上无法适应她的攻击。我们明确地证明，该机制提高了安全性能，无论窃听者进行集体或一致的攻击。
2016-03-03 quant-ph
Quantum Arithmetic Circuits in Public-Key Cryptography
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Hansung University（汉城大学）；Lunds Universitets（隆德大学）
介绍公钥密码学中量子算术电路，阐述其面临的设计挑战，强调基于测量的反计算等优化策略，回顾基本算术运算的最新设计及量子密码分析中容错运行时和资源估计技术，为评估量子密码分析能力提供基础。
2026-07-14 cs.ET quant-ph
Cloning and Cryptography with Quantum Continuous Variables
研究了连续谱量子变量的克隆问题。我们定义了一个高斯1到2克隆机，它同样很好地复制两个共轭变量，如位置和动量或光模式的两个正交分量。由此产生的克隆保真度相干态，即$F=2/3$，被证明是最佳的。一个非对称版本的高斯克隆，然后使用连续变量量子密钥分发计划，允许两个远程方共享一个高斯密钥的安全性进行评估。信息与干扰的权衡下，这种连续的量子密码方案，然后分析了最佳的个人攻击。研究了将高斯密钥转换为密钥比特的方法。扩展的高斯克隆最佳的$N$ - $M$连续克隆，然后讨论，它示出了如何实现这些克隆的光模式，使用相位不敏感的光放大器和分束器。最后，定义相位共轭输入$(N,N')$到$(M,M')$连续克隆器，从相干态的$N$副本和其相位共轭的$N'$副本（具有$M'-M=N'-N$）产生$M$克隆和$M'$反克隆。在某些情况下，这种新型克隆器的性能优于标准的$N$到$M$克隆器。
2001-07-23 quant-ph
Complete characterization of perfect quantum strategies in quantum magic rectangle games
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文研究了量子魔方阵游戏中完美量子策略的结构特征，揭示了共享态与测量算符的必要充分条件，并排除了对特定纠缠资源的先验假设，同时引入量子魔方阵不等式以描述最优非完美策略。
2026-04-25 quant-ph
Man-in-the-Middle Attacks Targeting Quantum Cryptography
针对现有量子密钥分发（QKD）协议在特定条件下的漏洞，本研究提出两类中间人（MITM）攻击技术并通过案例验证其风险，同时给出应对策略与安全增强方法，为安全量子通信系统部署提供参考。
2025-02-01 cs.CR quant-ph
Gain tuning and fidelity in continuous variable quantum teleportation
连续变量隐形传态的保真度可以通过改变输出光场的调制增益来优化。我们讨论了相干、真空和单光子输入下保真度的增益依赖性，并提出了相应的输入选择的最佳增益调谐策略。
2002-03-28 quant-ph
Hybrid Quantum Cryptography from Communication Complexity
本文基于量子计算时间锁模型和隐藏匹配问题的通信复杂度差距，提出HM-QCT密钥分发协议，利用量子通信实现永久安全，并在每个信道使用最多O(√n/log n)个光子时仍保持安全，有望大幅超越QKD速率。
2025-09-02 quant-ph
Boosting end-to-end entanglement fidelity in quantum repeater networks via hybridized strategies
针对量子中继网络中仅用纠缠纯化或量子纠错无法满足安全量子密钥分发保真度要求的问题，提出在纯化基础上叠加量子纠错的混合策略，仿真证明其可产生高保真度贝尔对，并确定了适用错误参数范围。
2024-05-16 cs.NI quant-ph
Continuous-variable quantum cryptography with an untrusted relay: Detailed security analysis of the symmetric configuration
我们考虑Pirandola等人的连续变量协议[Nature Photonics 9，397-402（2015），也参见arXiv. 1312.4104]，其中通过测量不可信的中继来建立秘密密钥。在这个网络协议中，两个授权方通过不安全的量子链路连接到一个不可信的中继。秘密相关产生的连续变量贝尔检测上执行传入的相干态。在目前的工作中，我们提供了一个详细的研究对称配置，中继是中间的各方。我们分析了对称窃听策略对量子链路明确表明，在固定的transmittance和热噪声，双模相干攻击是最佳的，明显优于基于独立纠缠克隆的单模集体攻击。这种优势表现在安全阈值和密钥速率两个方面。
2015-06-18 physics.optics quant-ph
High Fidelity Adiabatic Quantum Computation via Dynamical Decoupling
介绍了开放系统绝热量子计算的高阶动力学解耦策略。我们的数值结果表明，一个明智的选择高阶动力学解耦方法，结合编码，使计算进行旁边的解耦，可以显着提高绝热量子计算的保真度，尽管退相干。
2012-05-11 quant-ph
General Linear Group Action on Tensors: A Candidate for Post-Quantum Cryptography
从Monteard和Yung（Crypto '90）的单向组动作框架开始，我们重新审视基于组动作的密码学。由于经典算法的进步（例如，图同构）和量子算法（例如，离散对数）。我们提出了张量上的一般线性群作用，作为一个新的候选人，建立基于群作用的密码学。最近的作品（Futorny-Grochow-Sergeichuk，Lin. Alg.应用程序、2019）表明，基本的算法问题，张量同构问题，是最难的一个同构测试问题所产生的领域，包括编码理论，计算群论，和多元密码学。我们提出的证据来证明这一建议的可行性，从国家的最先进的启发式算法，理论算法和硬度的结果，以及量子算法的综合研究。然后，我们引入了一个新的概念，称为伪随机组动作，以进一步发展基于组动作的密码学。简而言之，给定一个作用于集合$S$的群$G$，我们假设很难区分$(s, t)$的两个分布，要么是从$S\times S$中均匀选择的，要么是$s$从$S$中随机选择的，而$t$是$g\in G$对$s$应用随机群作用的结果。这包含了经典的决策Diffie-Hellman假设，当专门针对一个特定的群体行动。我们仔细分析了各种攻击策略，支持张量的一般线性群作用作为这一假设的候选人。最后，基于单向群作用假设和伪随机群作用假设建立了几个密码原语的量子安全性。
2019-06-11 cs.CR quant-ph
Quantum cryptography compatible with noisy intermediate-scale quantum devices based on Parrondo dynamics in discrete-time quantum walks
National Institute of Science Education and Research（国家科学教育研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
提出一种基于离散时间量子行走的密码方案，利用Parrondo动力学实现周期演化，并在NISQ设备上通过Qiskit仿真验证其抗噪声能力，分析截获重发和中间人攻击下的量子比特错误率。
2026-07-03 cond-mat.dis-nn quant-ph stat.CO
Fidelity and the communication of quantum information
我们比较和对比的错误概率和保真度作为量子通信系统的接收器的测量策略的质量的措施。错误概率是检索{ \it经典}信息的能力的度量，保真度度量{ \it量子}信息的检索。我们提出了最佳的测量策略，以最大限度地提高保真度给定的源，编码信息的对称量子比特状态。
2001-07-05 quant-ph
Quantum cryptography with highly entangled photons from semiconductor quantum dots
最先进的量子密钥分发系统基于BB84协议和由激光器产生的单光子。这些实现遭受范围限制和安全漏洞，这需要昂贵的适应。偏振纠缠光子对的使用基本上简化了安全线程，同时在嵌入量子中继器方案时允许基本上任意的传输距离。半导体量子点即使在最大亮度下也能够以超低的多对发射概率发射高度纠缠的光子对。在这里，我们报告了BBM 92协议的第一个实现，使用量子点源，纠缠保真度高达0.97（1）。为了证明原理，密钥生成是在两座建筑物之间进行的，由350米长的光纤连接，在13小时的时间跨度内，平均密钥速率为135比特/秒，量子比特错误率为0.019，而无需诉诸时间或频率过滤技术。我们的工作证明了量子点作为基于纠缠的量子密钥分发和量子网络光源的可行性。通过将它们嵌入最先进的光子结构中，可以达到Gbit/s范围内的密钥生成速率。
2020-07-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid Error-Management Strategies in Quantum Repeater Networks
量子网络有望增强分布式量子计算和长距离量子通信，同时提供无条件的安全性。由于量子纠缠对于量子网络是必不可少的，来自各种类型的噪声和退相干的主要问题阻止了它的实现，并且研究已经非常活跃以获得量子网络的最佳配置。在这项工作中，我们解决的量子网络的性能能够量子纠错和纠缠纯化。我们的研究结果表明，一个应该尽可能快地分发贝尔对，同时平衡部署的保真度增强。我们还显示了合适的混合策略，在量子密码任务下的一些噪声制度，需要使用净化和量子纠错在一起。我们的研究结果表明，使用纯化分配高保真贝尔对和保存它们的应用程序使用量子纠错是一个有前途的方式来实现一个短期的量子网络的安全通信。
2023-03-18 quant-ph
Towards heralded distribution of polarization entanglement
提出在单一量子中继链路中级联两个正交偏振编码的单光子路径纠缠态，实现偏振纠缠的预示分发，并分析保真度、预示率及实际误差源。
2023-11-09 quant-ph
Obfuscated Quantum and Post-Quantum Cryptography
School of Electrical Engineering and Telecommunications, University of New South Wales（新南威尔士大学电气与电信学院）
本文提出了一种结合量子密钥分发和后量子密码学的新型安全通信系统，通过动态混淆和无GPS量子同步协议实现高安全性与实时性。
2025-10-08 cs.CR quant-ph
Strategies and Networks for State-Dependent Quantum Cloning
状态相关克隆机，迄今为止被认为是确定性地复制一组状态近似，或概率地复制他们。在考虑两个等概率纯态的情况下，我们导出了给定$M$初始精确拷贝的$N$近似克隆的最大全局保真度，其中$N>M$ .我们还考虑了近似和精确克隆之间的插值策略。得到了一个紧不等式，它表达了全局保真度和成功概率之间的权衡。这种不平等被发现倾向于，在限制为$N{\to}{\infty}$，到一个已知的不等式，表示之间的权衡错误和不确定的结果概率状态歧视测量。量子计算网络也被构建为我们描述的克隆机。为此，我们引入了两个门：可扩展性转移门和状态分离门。描述了它们的主要性质
1998-12-15 quant-ph
Practical cryptographic strategies in the post-quantum era
我们回顾了通信和分布式存储技术中信息安全技术的新前沿，包括经典、量子、经典-量子混合和后量子密码学。我们分析了当前国家的最先进的，关键的特点，发展趋势，以及这些技术在企业信息保护系统中的应用的局限性。介绍了一种适用于通信网络分支企业的实用加密技术的选择方法。
2018-03-09 cs.CR cs.CY quant-ph
Optimal strategies for sending information through a quantum channel
量子态可用于编码包含在一个方向上的信息，即，在单位向量中。当量子态由$N$自旋（量子比特）组成时，我们给出了最佳的编码过程。我们发现，这个最佳的过程，我们量化的保真度方面的质量，完全取决于编码空间的维度。我们还研究了使用空间旋转的量子态，它提供了一个自然的和要求较低的编码。在这种情况下，我们证明了保真度是直接相关的勒让德和雅可比多项式的最大零点。我们还讨论了我们的结果的信息增益。
2000-10-18 quant-ph
Fidelity estimation between two finite ensembles of unknown pure equatorial qubit states
假设，我们给出两个纯量子比特态的有限集合，使得每个集合中的量子比特都准备在位于布洛赫球赤道上的相同（但我们未知）状态中。估计这两个有限量子比特态集合之间保真度的最佳策略是什么？我们讨论了三种可能的策略的保真度估计。我们表明，最佳策略包括两个阶段：一个特定的酉变换的两个合奏和状态估计的输出状态的这种变换。
2011-09-22 quant-ph
Quantum Information Techniques for Quantum Metrology
量子精密测量是量子信息的一门新兴学科，目前正经历着实验突破和理论发展的浪潮。量子精密测量的主要目标是尽可能精确地估计未知参数。通过使用量子资源作为探针，可以实现使用最佳经典策略不可能实现的测量精度。例如，相对于相位估计的任务，最大精度（海森堡极限）是相对于最佳经典策略的精度的二次增益。当然，量子精密测量并不是目前正在取得进展的唯一量子技术。本论文的主题是探讨如何在适当的情况下利用其他量子技术，即：图态、纠错和密码学，来增强量子精密测量。
2022-01-05 quant-ph
Convex Optimization Approaches to Optimal Teleportation Fidelity in Linear Three-Party Networks
研究线性三方网络中Alice与Charlie经Bob进行量子隐形传态的最大保真度，通过将LOCC放宽为可分操作构建凸优化上界，发现特定子类可简化计算并匹配LOCC极限，且证明不同策略可实现相同最优保真度但消耗纠缠不同。
2025-11-02 quant-ph
Quantum non-demolition measurement saturates fidelity trade-off
对一个未知的量子态进行一般的量子测量，使我们能够估计出这个态最初是什么。同时，测量对测量的量子态具有破坏性影响，这通过输出保真度的降低来反映。我们表明，任何$d$级系统的量子非爆破（QND）测量控制的适当准备的辅助是一个测量中的输出保真度的下降是最小的。估计保真度和输出保真度之间的比率可以通过辅助的制备来连续控制。同时讨论了不同的测量策略。最后，我们提出了一种基于基本控制非门的原子和光学二能级系统的测量方案。
2005-01-06 quant-ph
Optimized readout strategies for neutral atom quantum processors
Key Laboratory of Quantum Information, Chinese Academy of Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学院量子信息重点实验室，中国科学技术大学）；CAS Center For Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心，中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory, University of Science and Technology of China（合肥国家实验室，中国科学技术大学）；Anhui Center for fundamental sciences in theoretical physics, University of Science and Technology of China（安徽理论物理基础科学中心，中国科学技术大学）
本研究提出了一种优化中性原子量子处理器读出策略的方法，通过平衡保真度与原子保留率，提升信息获取效率，并验证了高吞吐量的实验可行性。
2026-01-15 quant-ph
Quantum communication cost of preparing multipartite entanglement
研究了利用噪声信道和噪声操作制备和分布高保真多方纠缠态。在GHZ和集群状态的特定情况下，我们研究了不同的策略，使用二分或多分纯化协议。最有效的策略取决于人们希望达到的目标保真度以及传输信道和本地操作的质量。我们证明了存在一个交叉点，超过这个交叉点，利用作为一个整体的状态的净化的策略比一个策略，其中对被净化之前，他们被连接到最终状态更有效。我们还研究了中间策略的效率，包括纯化和连接的序列。我们表明，一个多部的战略是要使用，如果一个人希望实现高保真度，而一个二部的战略提供了一个更好的收益率低的目标保真度。
2006-04-25 quant-ph
Variational quantum algorithms to estimate rank, quantum entropies, fidelity and Fisher information via purity minimization
发展了变分量子算法（VQA）来估计混合量子态的秩、量子熵、Bures保真度和量子费舍尔信息等广泛使用的物理量的值。此外，这些VQA的变体还适于执行其他有用的功能，诸如量子态学习和近似分数逆。所提出的算法的共同主题是，它们的成本函数都是基于最小化的量子态的量子纯度。策略，以减轻或避免指数消失的成本函数梯度的问题进行了讨论。
2021-09-16 quant-ph
Correlation thresholds for effective composite pulse quantum error mitigation
本文研究复合脉冲分段中错误相关性对量子门保真度的影响，证明临界相关阈值的存在，并在集成光子学中分析其性质与数值表现。
2023-08-16 quant-ph
Demonstration of quantum telecloning of optical coherent states
量子密码学原则上承诺通过量子信道在双方之间进行安全通信，并具有发现窃听的能力。1999年，发明了一种远程克隆协议[M. Murao { \it等人}，Phys.Rev.A { \bf 59}，156（1999）]，其为窃听者提供了一种远程监视量子密码信道的方式，使得即使发现窃听，也保证窃听者的身份和位置不受损害。在这里，我们证明了无条件的远程克隆实验的第一次。我们对称地远距克隆光的相干态，为每个克隆的$F = 0.58 \pm 0.01$实现保真度。
2005-11-10 quant-ph
Environment-assisted and weak measurement strategies for robust bidirectional quantum teleportation
针对双向量子隐形传态易受退相干影响的问题，提出结合环境辅助测量与弱测量的保护方案，在振幅阻尼信道下实现了保真度与成功率的平衡，性能优于无保护方案。
2025-07-31 quant-ph
Quantum Computational Unpredictability Entropy and Quantum Leakage Resilience
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本文提出量子计算不可预测性熵，用于在量子计算环境下构建抗泄漏密码学工具。
2025-07-27 quant-ph
Ultrahigh-fidelity spatial mode quantum gates in high-dimensional space by diffractive deep neural networks
针对光子空间模式在量子计算中潜力未被充分探索的问题，本研究利用衍射深度神经网络（D2NNs）构建高维量子门，实现高达99.6(2)%的保真度，验证了Deutsch算法并提出智能部署协议，为深度学习设计量子门提供了新途径。
2024-11-25 physics.optics quant-ph
Statistical Methods for Quantum State Verification and Fidelity Estimation
量子态的有效和可靠的证明对于各种量子信息处理任务以及量子技术的实现的总体进展是必不可少的。在过去的几年中，已经引入了几种方法，这些方法使用先进的统计方法来以资源有效的方式证明量子态。本文就这一领域的最新进展作一综述。我们首先解释如何验证和保真度估计的量子态可以讨论的假设检验的语言。然后，我们详细解释了各种策略的验证纠缠态的本地测量或测量辅助本地操作和经典通信。最后，我们讨论了该问题的几个扩展，如量子信道的证明和纠缠的验证。
2022-05-08 quant-ph
Local and Multi-Scale Strategies to Mitigate Exponential Concentration in Quantum Kernels
University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Indian Institute of Science Education and Research, Thiruvananthapuram（特鲁万纳姆勒印度科学教育研究所）；University of Ottawa（渥太华大学）；National Research Council of Canada（加拿大国家研究委员会）
本文提出局部和多尺度策略以缓解量子核中的指数集中问题，并通过实验验证了这些方法在不同数据集上的有效性。
2026-08-05 quant-ph
Fidelity deviation in quantum teleportation with a two-qubit state
任意两比特态的量子隐形传态可以用最大保真度和保真度偏差来刻画。前者量化了过程的最优性，并被定义为标准协议和局部酉策略内可实现的最大平均保真度，而后者被定义为所有输入状态的保真度的标准差，是保真度波动的度量。两个量子比特状态的最大保真度是已知的，并且由可以精确计算的简单公式给出，但是没有这样的公式用于保真度偏差。本文导出了两个量子比特任意态的最优量子隐形传态中保真度偏差的精确计算公式。从这个公式中，我们得到了无色散条件，也被称为普适性条件：所有输入状态都被同样好地传送的条件，并提供了一个状态既有用（最大保真度大于经典界）又普适（零保真度偏差）的充分必要条件。我们还表明，对于任何给定的最大保真度，大于经典界，总是存在色散自由或普遍的状态，并认为这样的状态是最理想的有用的状态。我们用著名的两量子比特态族：纯纠缠态、贝尔对角态和$X$态的子集来说明这些结果。
2020-03-20 quant-ph
Efficient Entanglement Distillation for Quantum Channels with Polarization Mode Dispersion
由远程网络节点共享的量子纠缠在分布式计算、密码学和传感等领域具有广阔的应用前景。然而，由于光纤中的各种退相干机制，通过光纤路由分配高质量的纠缠可能是具有挑战性的。特别地，光纤中的主要偏振退相干机制之一是偏振模色散（PMD），其是由系统中随机变化的双折射引起的光脉冲的失真。为了减轻纠缠粒子的退相干效应，人们提出了量子纠缠蒸馏（QED）算法。有一类特殊的算法，即递归QED算法，因为它对所涉及的量子线路的大小和粒子纠缠的初始质量都有相对宽松的要求而脱颖而出。然而，由于所需的粒子数量随着蒸馏轮数呈指数增长，因此有效的递归算法需要快速收敛。我们提出了一个递归QED算法设计的光子量子比特对PMD退化的通道。我们提出的算法实现了最佳的保真度以及最佳的成功概率（条件是实现最佳保真度）在每一轮蒸馏。最佳保真度的实现提高了从线性到二次的蒸馏轮次的保真度的收敛速度，因此显著减少了蒸馏轮次的数量。结合最佳成功概率的实现，该算法提供了一种有效的方法来分配纠缠态的高保真度通过光纤。
2018-09-30 math.QA quant-ph
Local simultaneous state discrimination
本研究提出量子态区分新变体局部同时态区分（LSSD），刻画其性质并证明三方经典LSSD最优策略求解为NP难。
2021-11-01 quant-ph
