Schwinger effect of a relativistic boson entangled with a qubit
利用量子纠缠的概念分析了量子比特与玻色子模在电场作用下的纠缠态的Schwinger效应。作为粒子-反粒子对的Schwinger产生的结果，电场降低了量子比特和粒子模式之间的关联和纠缠。这项工作揭示了玻色子和费米子之间的深刻区别。在玻色子情况下，量子比特和反粒子模式之间的纠缠不能由量子比特和粒子模式之间预先存在的纠缠上的Schwinger效应引起，但是关联可以。
2018-12-20 hep-th quant-ph
Entanglement Generation and Decoherence in a Two-Qubit System Mediated by Relativistic Quantum Field
本文基于闭合时间路径形式体系，全面研究了相对论自由标量场介导的双量子比特纠缠生成与退相干模型，计算了自旋关联、纠缠熵、互信息和负性等物理量，并阐明了相对论因果性对纠缠生成与自旋关联产生的不同制约作用。
2022-11-17 gr-qc hep-th quant-ph
Useless Qubits in "Relativistic Quantum Information"
我提请注意以前的工作，表明在“相对论量子信息“的论文中常用的相对论量子场模式对应的观测值不能通过理想的测量。
2011-11-09 quant-ph
Relativistic Motion with Superconducting Qubits
我们展示了如何在电路量子电动力学架构的量子位场耦合强度的动态调制模仿量子位在相对论速度的运动。这使我们能够提出一个现实的实验来检测来自模拟加速辐射的微波光子。此外，通过将这种技术与动态Casimir物理相结合，我们增强了研究超导电路量子场论中相对论现象的工具箱。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con gr-qc
Multipartite Quantum Secret Sharing using Not-So-Weak Qubits
提出了一种新的基于单个非纠缠量子比特的量子秘密共享方案。在该方案中，发送方通过向下一方依次发送量子比特，可以安全地向$N$接收方发送秘密消息，而接收方只有在随机地对量子比特的极化进行置乱后才能合作解码该消息。我们将该量子秘密共享方案解释为一个发送者和两个接收者之间的量子秘密共享方案，并将该方案推广到一个发送者和$N$接收者之间。由于我们的方案能够使用微弱的相干脉冲作为量子比特，因此在现有技术中，它在实验上是可行的。
2007-02-10 quant-ph
Suppressing decoherence in quantum state transfer with unitary operations
退相干是限制量子信息处理器件性能的根本障碍。在这种情况下，将一个量子态（已知或未知）从一个地方传输到另一个地方的问题非常有趣。在这项工作中，通过遵循最近的理论提议[Opt. Eng. { \bf 59}，061625（2020）]，我们研究了依赖于量子态的预处理和后处理幺正操作的应用，用于保护给定（多量子比特）量子态免受作用于所有量子比特的退相干的影响。我们观察到输出量子态保真度的增加，无论是在量子仿真实验中，其中所有保护幺正都是完美的，还是在具有云可访问的量子处理器的真实实验中，其中保护幺正本身受到噪声的影响。我们期望所考虑的方法可以是有用的分析能力的量子信息处理设备在传输已知的量子态。我们还证明了所开发的方法在量子处理器的远程物理量子比特上分配两个量子比特状态的过程中抑制退相干的适用性。
2023-01-11 quant-ph
Quantum correlation between a qubit and a relativistic boson in an expanding spacetime
我们利用量子比特和相对论玻色子之间的对数负相关和互信息来分析宇宙膨胀的动力学。这些动力学量子关联可以编码关于底层时空结构的信息，这表明在观测宇宙学中有很好的应用前景。我们发现量子比特和玻色子之间的对数负性和互信息的动力学是非常相似的。它们随膨胀体积和膨胀率的增大而单调减小。小动量、中等质量的玻色子更有利于提取宇宙膨胀历史的信息。然而，量子比特和反玻色子之间的量子关联具有非常不同的行为：对数负性始终为零，并且互信息可以通过宇宙膨胀产生。较小的动量和中等质量的反玻色子有利于互信息的产生。最后，证明了触发现象和互信息守恒性。
2022-06-28 gr-qc quant-ph
Quantum teleportation with relativistic communication from first principles
在这项工作中，我们提供了一个真正的相对论量子隐形传态协议，其经典的通信组件利用相对论因果传播的量子场。因此，量子隐形传态是完全相对论性的。我们的方案基于Unruh-DeWitt量子比特检测器模型，其中被传送的量子态与实际量子比特相关联，而不是Alsing和Milburn [PRL 91，180404（2003）]所考虑的场模式。我们表明，现有的工作（相对论）量子信息，包括良好的一次性和渐近信道容量的定义，以及代数制定的量子场论，已经为我们提供了所有必要的成分，从根本上构建相对论隐形传态协议相对简单的方式。
2022-09-30 gr-qc hep-th quant-ph
Relativistic quantum nonlocality for the three-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger state
研究了三量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态的洛伦兹变换.我们还得到了变换态的相对论自旋联合测量。结果表明，在相对论条件下，三比特GHZ态最大程度地违反了Bell不等式。对于超相对论粒子，我们得到了临界值的助推速度贝尔不等式不违反速度小于这个值。我们还证明了在超相对论极限下，GHZ态最大程度地违反了Bell不等式。
2012-01-02 quant-ph
Entanglement of remote atomic qubits
我们报告了两个远程原子量子比特纠缠的观测结果，通过在A站点生成原子量子比特和单个光子的纠缠态，通过光纤将光子传输到相邻实验室的B站点，并将光子转换为原子量子比特来实现。通过局部地执行每个原子量子位到光子量子位上的量子态转移以及违反贝尔不等式|S| <2的偏振相关的后续测量来推断两个远程原子量子位的纠缠。我们通过实验确定S =2.16 +/- 0.03。两个远程原子量子比特的纠缠，每个量子比特由两个独立的自旋波激发组成，以及物质和光之间纠缠的可逆相干转移，代表了量子信息科学的重要进展。
2005-11-02 quant-ph
Transformation properties and entanglement of relativistic qubits under space-time and gauge transformations
我们重新审视量子比特在洛伦兹变换下的性质，并通过考虑海森堡公式中的洛伦兹不变量子态，澄清了相对论量子信息理论文献中出现的一些误导性符号。然后，我们使用这个公式来考虑量子比特和密度矩阵在时空和规范变换下的变换性质。最后，我们使用我们的结果来理解量子系统的不同分区之间的纠缠行为。我们的方法不仅澄清了符号，而且提供了一种更直观和简单的方法来深入了解相对论量子比特的行为。特别是，它使我们能够极大地概括目前文献中的结果，以及大大简化所需的计算。
2017-03-23 quant-ph
Bidirectional Quantum Controlled Teleportation by Using Five-qubit Entangled State as a Quantum Channel
本文提出了一种新的利用五量子比特en实现BQCT的协议。该协议依赖于受控非操作、适当的单量子比特么正操作以及Z基和X基上的单量子比特测量。结果表明，该协议是更有效的角度，如更低的共享量子比特和，单量子比特测量相比，以前的工作。此外，窃听者获得查理量子比特的概率降低，并且监督者可以控制其中一个用户或每两个用户。此外，我们还提出了一种新的方法来实现Alice和Bob之间的n和m比特纠缠态的传输，将纠缠态作为一个量子信道，同时，通信双方可以在控制者的允许下将每个量子比特的纠缠态传送给对方。
2018-06-19 cs.CR quant-ph
Entanglement of two qubits in a relativistic orbit
研究了一对相互作用的二能级探测器绕圆周路径上两个对置点加速时纠缠的产生和破坏。研究发现，任何非零的加速度都有抑制真空纠缠和增强加速度辐射的作用，从而降低探测器的纠缠能力。考虑到大加速度的加速辐射是占主导地位的效果，我们调查的两个探测器系统最初准备在贝尔状态使用微扰的材料方程和治疗的真空波动作为一个不可观测的环境的演变。对于平坦空间中的平稳对称世界线，得到了一个一般的共生函数。计算了纠缠的突然死亡时间。
2010-03-16 hep-th quant-ph
Topology-dependent relativistic degradation of multipartite entanglement
Liaoning Normal University（辽宁师范大学）；Xiangtan University（湘潭大学）
研究相对论运动对多体纠缠的影响，通过在昂鲁-德维特探测器框架下分析三量子比特星型态，比较不同加速配置下的纠缠动力学，揭示拓扑依赖的相对论纠缠退化机制，确定不对称量子网络可控制相对论量子资源。
2026-07-29 gr-qc quant-ph
Quantum Secret Sharing with error correction
本文研究了一种用于秘密共享的五比特图态的量子纠错方法。我们描述了五，七和九个量子比特代码的程序。已知的是，如果发送量子比特中只有一个在传输信道中受到干扰，则这三种码总是允许错误恢复。然而，如果两个或更多的量子比特受到干扰，那么校正将取决于所使用的代码。
2015-04-22 cs.CR cs.IT math.IT
A Universal Quantum Computer From Relativistic Motion
University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（皮尔姆研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Institute for Quantum Computing（量子计算研究所）
本研究提出一种基于相对论运动的变分量子线路通用量子计算架构，通过量子场介导纠缠与调控量子比特运动构建通用门集，推导了保真度下界并验证了量子傅里叶变换的实现可行性。
2025-05-15 cs.LG gr-qc quant-ph
Breaking the trade-off between fast control and long lifetime of a superconducting qubit
超导量子比特的设计和制造技术的快速发展有助于使量子比特的相干时间更长。然而，在不久的将来，量子位到其控制线的辐射衰减将是一个基本的限制，在快速控制和量子位的长寿命之间进行权衡。在这项工作中，我们通过沿着控制线强耦合另一个超导量子比特成功地打破了这种权衡。第二个量子位，我们称之为约瑟夫森量子滤波器（JQF），防止量子位发射微波光子，从而抑制其弛豫，同时由于量子滤波器的饱和而忠实地传输大幅度控制微波脉冲，从而实现快速量子位控制。我们观察到量子比特弛豫时间的改善，而拉比频率没有降低。该器件在量子位环境的加热和量子位之间的串扰方面可能有助于实现大规模超导量子信息处理器。
2020-03-09 quant-ph
Harnessing coherence generation for precision single- and two-qubit quantum thermometry
本研究利用量子Fisher信息评估单、双量子比特探针测温精度，发现通过辅助比特中介传递温度信息至探针相干性可提升灵敏度，调节两量子比特相互作用能在任意低温下实现高效温度估计。
2024-11-18 quant-ph
Surpassing Carnot efficiency with relativistic motion
School of Mathematics, Statistics, and Physics, Newcastle University（纽卡斯尔大学数学、统计与物理学院）
研究相对论运动对热机性能的影响，利用Unruh-DeWitt探测器作为工作介质，通过速度调节有效温度，实现超越静止系卡诺效率的热机。
2026-07-03 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
Impossibility via W states and feasibility via W-like states for perfect quantum teleportation
Graduate School of Science and Engineering, Chiba University（千叶大学理工学研究科）；Department of Physics, Graduate School of Science, Chiba University（千叶大学理学研究科物理系）；Research and Education Center for Natural Sciences, Keio University（庆应义塾大学自然科学与教育研究中心）
研究3量子纠缠态在两方完美量子传送1-qubit态中的应用，证明W态无法实现完美传送，而W-like态可经修改后实现。
2026-01-11 hep-th quant-ph
Superdense coding of quantum states
我们描述了一种通过物理传输l+o（l）个量子比特的通信，并通过消耗l个纠缠比特和一些共享随机比特来非遗忘地通信2l个量子比特的量子态的方法。在非遗忘场景中，发送方对要传递的状态有一个经典描述。我们的方法可用于通信状态是纯的或纠缠的发送者的系统; l+o（l）和3l+o（l）共享随机位分别是足够的。
2004-04-30 quant-ph
Fault tolerant quantum key distribution based on quantum dense coding with collective noise
根据量子密集编码的思想，提出了两种抵抗两种集体噪声的鲁棒量子密钥分发协议。三个量子比特纠缠态被用作量子信息载体，其中两个量子比特形成逻辑量子比特，该量子比特不受一种特殊类型的集体噪声的影响。信息通过四个幺正操作编码在逻辑量子比特上，两个物理量子比特的Bell态分析和另一个物理量子比特的单光子测量可以忠实地读出，而不是三光子联合测量。通过噪声信道传输两个物理量子比特，忠实而安全地交换两个比特的信息。当噪声信道中的损耗较低时，这些协议原则上可以用于直接传输秘密消息。
2010-01-12 quant-ph
FerBo: a noise resilient qubit hybridizing Andreev and fluxonium states
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）
本文提出了一种新型超导量子电路，具有抗弛豫和退相干的特性，通过安德里埃能级与LC电路电磁模式的混合实现，称为FerBo。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Two-spinors, oscillator algebras, and qubits: Aspects of manifestly covariant approach to relativistic quantum information
本文的第一部分回顾了2-旋量方法在相对论量子比特中的应用（Minkowski空间中的四元组和2-qubit状态之间的类比，通过零方向定义的qubit和它们对于消除Peres-Scudo-Terno现象的作用，由Pauli-Lubanski矢量定义的相对论极化算子的优点和缺点，对非均匀SL（2，（C））。第二部分涉及通过谐振子李代数（不一定采取不可约表示）量子化的电磁场。与非相对论性单线态相反，人们必须区分最大对称态和EPR态。这种区别是EPR关联的“奇怪”相对论性质的来源之一。作为一个例子，EPR平均显式计算的线性极化状态，反对称的螺旋度和动量。结果采取熟悉的形式$\pm p\cos 2(α-β)$独立的谐振子代数的表示的选择。参数$p$由探测器的光谱特性和EPR态的选择决定，但与探测器效率无关。简要分析了真空纠缠和真空对贝尔不等式的破坏。这些效应与真空态的不等价概念有关。技术附录讨论了我在场量化中使用的表示的详细信息。特别地，M形δ序列用于定义在零处正则的狄拉克δ。
2010-02-08 quant-ph
Qubit-based distributed frame synchronization for quantum key distribution
针对QKD中经典基于量子比特的同步在连续和高损耗系统中表现不佳的问题，提出一种基于量子比特的分布式帧同步方法，能在连续运行系统中实现时间恢复并抵抗更高损耗，性能优于Qubit4Sync，适用于无人机QKD和量子网络构建等场景。
2024-04-23 quant-ph
Cyclic Quantum Teleportation of Two-Qubit Entangled States by using Six-Qubit Cluster State and Six-Qubit Entangled State
提出一种利用十二量子比特态（六量子比特簇态与纠缠态）作为信道，通过贝尔测量和酉泡利算子，在三个合作者间循环完美传输三个任意未知两量子比特态的新方案。
2024-05-27 quant-ph
Quantum computational path summation for relativistic quantum mechanics and a time dilation relation for a Dirac Hamiltonian generator on a qubit array
狄拉克粒子动力学被编码为幺正路径求和规则，并在量子比特阵列上实现，其中量子比特阵列代表时空和其中包含的费米子。幺正路径求和规则给出了一种量子算法，可以模拟规范场中的狄拉克粒子的多体系统，该系统具有洛伦兹不变性，直到网格尺度（普朗克尺度）-基于网格的模型既没有遇到费米符号问题，也没有破坏洛伦兹不变性。然而，对于狄拉克哈密顿量产生普朗克尺度下的4旋量场的幺正演化，在单个空间点附近的最短可观测时间和在长波长尺度下测量的时间之间存在时间膨胀。我们发现引力时间膨胀，其中每个点周围的模型空间（具有偶数个量子位）像史瓦西黑洞周围的空间一样弯曲。
2017-08-14 quant-ph
Quantum State Transmission in a Superconducting Charge Qubit-Atom Hybrid
由宏观超导电路和微观组分（如原子和自旋）组成的混合体具有在不同量子物种之间传输任意状态的潜力，从而导致量子信息的高速操作和长时间存储的前景。在这里，我们提出了一种新的混合结构，其中一个中性原子量子比特直接接口超导电荷量子比特，实现量子比特状态的传输。高激发态的里德伯原子位于栅电容内部，对盒中库珀对的行为有很强的影响，而处于基态的里德伯原子对超导器件几乎没有干扰。此外，原子态的DC斯塔克位移显著地依赖于电荷-量子比特态。利用标准的光谱技术和扫描门电压偏置，我们展示了如何将任意量子态从超导器件转移到原子，反之亦然。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph quant-ph
Frame independent nonlocality for three qubit state
研究了相对论条件下三比特GHZ态的Bell不等式。考虑了两种不同的相对论自旋算符。其中一个是Lee定义的，另一个是Kim \textit{et al}使用的Pauli-Lubanski伪向量。结果表明，对于这两个自旋算符贝尔不等式仍然是最大限度地违反洛伦兹提升框架。
2012-01-07 quant-ph
A frequency-coded QKD scheme with an extension to qu-quarts
提出了一种基于量子频率变换（QFT）过程的光纤BB84量子密钥分发（QKD）协议的实现方案。与依赖光子偏振/相位来编码量子比特的传统QKD系统不同，我们的提议利用不同频率的光子。因此，由于光子频率状态对传输介质的机械和/或热波动更鲁棒，因此预期量子比特达到更长的传播距离。最后，我们提出了一个安全增强的四字符字母表（qu-quarts）量子密钥分配方案的扩展。
2018-06-29 quant-ph
Entanglement of superconducting qubits via acceleration radiation
我们证明了模拟的相对论运动可以在人造原子之间产生纠缠，并保护它们不受自发发射的影响。我们考虑一对超导量子比特耦合到谐振器模式，其中耦合强度的调制可以模拟量子比特在相对论速度下的谐波运动，产生加速辐射。我们找到了当量子比特在它们的基态初始制备时，在它们之间产生稳态纠缠态的最佳可行条件。此外，我们分析了在单原子和双原子超辐射的标准场景中，运动对自发发射概率的影响，其中一个或两个激发初始存在。最后，我们表明，相对论运动诱导子辐射，可以产生类Zeno效应，保持辐射衰变的激发。
2017-04-07 quant-ph
A relativistic quantum broadcast channel
本文在一般整体双曲时空中构建以量子标量场为媒介、三观测者参与的量子广播信道模型，并以非微扰方法分析信息传输速率及相对论因果性影响。
2024-02-28 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement sharing through noisy qubit channels: One-shot optimal singlet fraction
最大纠缠态--量子信息处理的一种资源--只能通过无噪声的量子信道来共享，而实际上信道是有噪声的。我们在此提出：给定一个有噪声的量子信道，对于单信道使用和局部迹保持操作，共享纠缠的最大可达纯度（用单重态分数测量）是多少？我们找到了一个精确的公式的最大单重态分数可达到的量子比特信道，并给出了一个明确的协议，以实现最佳值。该协议区分了单位信道和非单位信道，并且不需要本地后处理。特别地，最佳单重态分数通过传输适当的纯纠缠态的一部分来实现，当且仅当信道是酉的时，该纯纠缠态是最大纠缠的。最佳单重态分数的线性函数也被证明是一个上界的混合态对偶的信道的可压缩纠缠。
2018-07-14 quant-ph
Entangled quantum Unruh Otto engine is more efficient
我们提出了一种相对论量子奥托循环，它是在两个量子比特的纠缠态和它们的复合激发态（或基态）之间进行的，其效率可以大于通常的单量子比特量子奥托引擎。通过向这些量子位提供均匀的加速度以及背景场与各个量子位之间的相互作用来构造热库和冷库。从一个量子比特的框架测量的效率不仅取决于状态的能隙，还取决于它们之间的相对加速度。由于我们的观察者的量子比特的加速度比另一个更低，因此该循环比单量子比特量子奥托引擎更有效。此外，正在提供一个完整的协议，以建立这样一个周期。
2021-07-09 gr-qc hep-th quant-ph
Effects of partial measurements on quantum resources and quantum Fisher information of a teleported state in a relativistic scenario
在自由狄拉克场模所经历的Unruh效应存在的情况下，我们讨论了单量子位和双量子位量子态的隐形传态，这些量子态由权参数$θ$和相位参数$ϕ$表示。研究了部分测量（PM）和部分测量反转（PMR）对隐形传态的量子资源（QR）和量子费舍尔信息（QFI）的影响.特别是，我们讨论的QFI，量子相干性（QC），以及相对于PM和PMR强度的保真度的最佳行为，并检查Unruh噪声对最佳估计的影响。研究发现，在单比特情形下，相位参数的最优估计发生时的PM（PMR）强度，与单比特态的隐形传态保真度和质量控制达到最大值时的PM（PMR）强度相同.另一方面，将结果推广到两量子比特的隐形传态，我们发现在两量子比特的隐形传态中，权重参数中的编码信息比单量子比特的隐形传态更好地抵抗Unruh噪声。然而，提取编码在相位参数中的信息在单量子比特隐形传态中比在两量子比特隐形传态中更有效。
2020-05-11 quant-ph
Programmable directional emitter and receiver of itinerant microwave photons in a waveguide
本文从理论上证明了单个微波光子在波导中的动态选择性双向发射和吸收。所提出的设备是一个人造分子，由两个量子比特耦合到波导四分之一波长分开。通过使用基于输入-输出理论的模拟，我们表明，在准备一个适当的纠缠态的两个量子比特，光子被定向发射的相消干涉的结果发生在右侧或左侧的量子比特。此外，我们证明了这种人工分子具有按需吸收和传输入射光子的能力，这是创建完全互连的一维量子网络所必需的功能，其中量子信息可以在任何两个给定的节点之间交换。
2020-11-26 quant-ph
Manipulating Transverse Modes of Photons for Quantum Cryptography
已经提出了几种方案来扩展量子密钥分发协议，旨在提高其安全性或为量子比特实现提供新的物理衬底。我们提出了一个工具箱，共同创建，操纵和测量量子比特存储在偏振和横向模式自由度的单光子。该工具箱包括对单个量子位的本地操作，两个量子位之间的受控操作以及四维状态空间中各种非本地基的投影测量。我们描述了如何实现工具箱来执行BB84协议的扩展版本，用于这个希尔伯特空间（理想情况下每个光子传输两个密钥位）。我们提出了实验实施的测量方案，无论是在制度的强光束和单光子。因此，我们展示了实现该协议的可行性，为使用光的偏振和横模作为量子比特的量子信息处理提供了一个有趣的例子。
2013-12-19 quant-ph
Quantum gates via relativistic remote control
我们利用广义相对论效应，通过控制不同探针原子的非惯性运动来获得对光学腔中静止量子比特的量子控制。此外，我们表明，通过考虑相对论轨道的探针，我们提高了量子控制的效率。我们探讨了可能使用这些相对论技术来建立通用的量子门。
2014-10-30 gr-qc quant-ph
Relativistic quantum Otto heat engine using a three-level Unruh-DeWitt detector
本研究探索以 qutrit 为工作物质的相对论量子 Otto 热机，其多个能隙可独立调节以实现更通用的功提取，推导了基于有效温度的通用正功条件，并揭示了密度矩阵中产生相干项等额外细节。
2025-06-30 gr-qc quant-ph
Polar codes for private and quantum communication over arbitrary channels
我们构造了新的极化编码方案，用于在任意量子信道上传输量子或私有经典信息。在前一种情况下，我们的编码方案实现了对称相干信息，在后者的对称私人信息。这两种方案都是从能够在量子信道上传输经典信息的极化编码构造构建的[Wilde和Guha，IEEE信息理论学报，出版中]。适当地合并两个这样的经典量子方案，一个用于传输“振幅”信息，另一个用于传输“相位”，导致新的私有和量子编码方案，类似于[Renes，Dupuis和Renner，Physical Review Letters 109，050504（2012）]中泡利和擦除信道的构造。编码完全类似于经典的情况，因此是有效的。解码也可以通过连续抵消来执行，如在经典情况下，但是对于任意量子信道，还没有有效的连续抵消方案。不幸的是，一个有效的代码结构仍然是未知的。一般来说，我们的两个编码方案需要纠缠或秘密密钥的援助，分别，但我们扩展了两个已知的条件下，所需的援助率消失。最后，虽然我们的结果是制定量子位通道，我们展示了如何该计划可以扩展到多个量子位。然后，这展示了一种近显式编码方法，用于实现量子信息理论中最引人注目的现象之一：超激活效应，即两个单独具有零量子容量的量子信道在一起使用时可以具有非零量子容量。
2012-12-11 cs.IT math.IT quant-ph
Introduction to relativistic quantum information
我讨论的作用，相对论的考虑发挥量子信息处理。首先，我描述了因果关系的要求如何限制可能的多方测量。然后介绍了量子态的洛伦兹变换，并描述了它们对物理量子比特的意义。这是用来描述通信和纠缠中的相对论效应。
2006-01-04 hep-th quant-ph
Relativistic entanglement of two massive particles
我们把两个大质量自旋- $\tfrac{1}{2}$粒子系统的自旋和动量自由度描述为一个4量子比特系统。然后，我们显式地显示了如何纠缠的变化之间的不同分区的量子比特，当考虑不同的惯性观测器。虽然两个粒子的纠缠对应于一个分区到爱丽丝和鲍勃的子系统是，正如文献中经常指出的，洛伦兹助推下不变，纠缠相对于其他分区的希尔伯特空间，另一方面，不是。它当然取决于所选择的惯性系和所考虑的初始状态。纠缠的变化出现了，因为洛伦兹对粒子动量的提升导致了自旋的维格纳旋转，在某些情况下，自旋与动量态纠缠在一起。我们系统地研究了不同类型的初始自旋状态和不同的分区的4量子比特空间的情况。此外，我们研究了贝尔不等式的行为，不同的观察者和演示如何最大可能程度的违反，使用保利-鲁班斯基自旋可观察，可以恢复任何惯性观察者。
2010-04-10 gr-qc quant-ph
Thermodynamic uncertainty relations for relativistic quantum thermal machines
Newcastle University（纽卡斯尔大学）
本文研究了相对论量子热机中热力学不确定性关系，揭示了相对论运动对经典TURs的增强违反，并提出了超越卡诺极限的性能界限。
2026-03-12 cond-mat.stat-mech gr-qc quant-ph
Relativistic quantum information theory and quantum reference frames
本论文是相对论量子信息理论研究和量子参考系研究的综述。前一类的研究提供了弯曲时空中定域量子比特的量子信息理论的基本结构。例如，这涉及对地球附近自由空间光子和电子的量子实验。从场论的局部量子比特的描述，在弯曲的时空中的经典轨迹得到的光子和大量的自旋1/2费米子。确定了二维量子态及其绝对相位的演化方程。这些量子比特的量子信息理论，然后开发。从场论出发，导出了自旋为1/2的大质量费米子的Stern-Gerlach测量形式.在后一类研究中，对于参考系是量子系统的情况，考虑改变参考系的过程。作为这一过程的一部分，它表明，退相干必然引起任何量子系统相对于这些框架。这个过程中探索使用的例子涉及量子参考系的相位和方向。量化改变量子参考系的影响为量子实验中的这一过程提供了理论描述，并作为发展理论的相对性原理的第一步，其中包括参考系的所有对象都必须是量子的。
2013-12-17 gr-qc quant-ph
Optimal superdense coding of entangled states
我们提出了一种一次性的方法来制备发送者和接收者之间的纯纠缠态，在纠缠和量子通信的成本最小。在制备非纠缠态的情况下，早期的一篇论文表明，除了消耗n ebits的纠缠和一些共享的随机性之外，仅通过物理传输n+o（n）个量子比特就可以将2n量子比特的量子态传送到接收器。当要准备的状态是纠缠态时，我们发现需要传输的量子比特的数量减少了，在最大纠缠态的完全没有通信和未纠缠情况下的早期二对一结果之间进行插值，所有这些都没有使用任何共享随机性。我们还提出了我们的结果的两个应用：一个直接的证明的最佳超密集编码协议的纠缠态产生的无记忆源的可验证性，并证明了量子识别能力的ebit是两个量子比特。
2006-08-09 quant-ph
Entanglement-Enhanced Quantum Key Distribution
量子密钥分发（QKD）允许空间上分离的两方安全地生成密码密钥。第一个量子密钥分配协议是由C. H. Bennett和G.在1984年（BB84），描述了如何通过传输单个量子比特和交换经典认证信息来实现这一点。任何试图窃听协议的行为都会引入可被合法方检测到的错误。本文主要研究了基于BB84的EEQKD协议。在EEQKD中，BB84中单独发送的量子比特是纠缠的，因此不能直接提供给窃听者，在这个协议中，窃听者只能一个接一个地访问传输。对于给定的错误率，窃听者可以获得的最大信息使用一个简单的拦截重发（IR）攻击。在考虑量子比特丢失和量子信道噪声的实际情况下，估计了EEQKD的安全密钥生成速率。此外，还暴露了一个微妙的漏洞：对于量子位纠缠的特定设置，矛盾地证明在面对IR攻击时最有用，EEQKD减少到BB84。这项研究的一部分已发表在O。Ahonen等人，物理评论A 78，032314（2008）。
2009-03-12 quant-ph
Topological terms with qubit regularization and relativistic quantum circuits
本研究提出嵌入SO(3)自旋对称性的SU(3)-F量子比特正则化方案，构建含单一耦合的欧几里得格点模型，经蒙特卡洛模拟验证其含临界相和平凡有质量相，进而提出离散时空格点上的相对论量子电路概念。
2023-10-10 hep-lat quant-ph
Relativistic Quantum Communication: Energy cost and channel capacities
我们考虑在渐近平坦时空（可能包含黑洞）中两个任意观察者之间经典和量子信息的通信，并研究这种信息传输的能量代价。利用定域二能级量子系统，发送者和接收者可以利用一个量子标量场作为通信信道。正如我们在以前的论文中已经表明的那样，这样的通道具有非零的经典容量以及纠缠辅助的经典和量子容量。在这里，我们将表明，在通信过程中，系统能量的期望值的变化可以分为：（i）由于时空变化而产生的粒子的贡献，（ii）与打开/关闭每个量子比特所需的能量相关的贡献，以及{ \bf（iii）}来自通信过程本身的项。对于这里考虑的量子信道，我们表明，通信所需的额外的能量成本消失。因此，如果已经为某个特定任务创建了量子位系统（例如，量子计算）也可以在其部件之间可靠地传送信息而无需额外的能量成本。最后，我们通过在闵可夫斯基时空中的两种典型情况下说明信道容量和能量贡献的形式来结束本文：（1）发送器和接收器在惯性运动中，（2）发送器在惯性运动中，而接收器是均匀加速的。
2021-09-28 gr-qc hep-th quant-ph
Relativistic Doppler effect in quantum communication
当电磁信号在真空中传播时，由于衍射效应，偏振检测器不能严格垂直于波矢量。即使探测器是完美的，真空也表现为一个嘈杂的通道。然而，通过观察者向声源的相对运动，"噪声"可以被减小，甚至几乎被消除。约化密度矩阵的标准定义不能用于光子偏振，因为横截性条件的行为类似于超选择规则。然而，我们可以定义一个有效的约化密度矩阵，它对应于一类受限制的正算子值测度。没有纯光子量子比特，也没有完全正交的量子比特状态。
2003-04-06 quant-ph
Circuit Cutting with Non-Maximally Entangled States
提出利用非最大纠缠量子比特对的电路切割技术，在现有切割方法与量子隐形传态间提供连续谱，降低分布式量子计算成本。
2023-06-21 quant-ph
General Quantum Protocol for Communication via $n$--Qubit GHZ States
Marmara University（马尔马拉大学）
本文提出了一种基于最大纠缠n量子比特状态的通用量子通信协议，实现了n位经典信息的传输，并展示了该协议在实际量子硬件上的应用与性能优化。
2026-10-16 quant-ph
Joint remote state preparation (JRSP) of two-qubit equatorial state in quantum noisy channels
本文研究了噪声通道对两量子比特赤道态JRSP的影响。我们提出了一个两量子比特赤道态的JRSP方案。我们采用两个三方Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态作为连接双方的量子信道。我们发现成功概率为$1/4$。然而，如果状态发送器通过非同时地通过经典信道向接收器发送单独的部分信息来辅助，则该概率可以被改善为$3/4$。然后，我们研究了五种量子噪声：比特翻转噪声、比特相位翻转噪声、振幅阻尼噪声、相位阻尼噪声和去极化噪声对JRSP过程的影响。我们得到了对应于每个量子噪声信道的量子度的解析推导，这是量子比特在这些量子信道中分布时的信息损失的度量。我们发现，该系统失去了它的一些属性的结果，不必要的相互作用与环境。例如，在域$0<λ<0.65$内，经由振幅通道中的量子比特的传输而损失的信息最小，而对于$0.65<λ\leq1$，相位翻转通道中的信息损失变得最小。而且，对于任何给定的$λ$，通过去极化信道传输的信息具有最小的成功机会。
2016-12-09 cs.IT math.IT quant-ph
On Lorentzian symmetries of quantum information
School of Mathematics and Statistics, Hainan University（海南大学数学与统计学院）；Clarendon Laboratory, University of Oxford（牛津大学克拉伦登实验室）；School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学物理与光电工程学院）
本文基于信息论原理，揭示了量子信息在预时空设定中自然展现洛伦兹对称性，证明了线性熵的洛伦兹不变性及广义谱不变量的性质。
2026-04-08 quant-ph
Relativistic quantum Otto engine driven by the circular Unruh effect
本文提出以 qubit 为工作物质、利用圆形加速诱发 Unruh 效应的相对论性量子 Otto 发动机框架，分析跃迁概率与功输出，发现功随加速度趋至渐近极限而效率不变。
2025-07-28 quant-ph
