Effect of measurements on quantum speed limit
该研究采用非厄米哈密顿量建模连续测量过程,证明连续测量下量子系统传输速率趋近于零,同时发现小时间尺度下有限测量强度仍可增强量子速度,成果可应用于量子计算与量子控制领域。
2024-06-13 quant-ph
Qubit purification speed-up for three complementary continuous measurements
我们考虑了三个非对易量子比特算符σ_x,σ_y,σ_z同时连续测量下的量子比特纯化。纯化动力学通过(i)平均纯化速率和(ii)达到给定纯度水平的平均时间(1-ε)量化。在理想的测量(检测器效率η=1),我们在第一种情况下,显示了一个渐进的平均净化速度为4相比,一个标准的(经典的)单检测器测量。然而,通过第二个度量--纯度的第一次通过的平均时间T(ε)--相应的加速仅为2。我们使用量子比特演化的各向同性来解释这些加速,该各向同性提供了原始测量方向和三个同时测量之间的等效性,一个测量的轴沿布洛赫矢量对齐,另一个测量的轴在两个互补方向上。对于低效检测器,η=1-δ<1,第一次通过的平均时间T(δ,ε)增加,因为量子位纯化与各向同性量子位退相竞争。在渐近高纯度极限(ε,δ<< 1)下,我们证明了这种增长具有标度行为:ΔT(δ,ε)仅是δ/ε的函数.ΔT(δ/ε)的增加在小变元时是线性的,而在大变元时则变成指数~ exp(δ/2ε)。
2012-01-18 quant-ph
High-speed Gaussian modulated continuous-variable quantum key distribution with a local local oscillator based on pilot-tone-assisted phase compensation
实验研究了一种基于导频辅助相位补偿的高速高斯调制连续变量量子密钥分发(CVQKD)系统。该方案采用频率复用和偏振复用技术,将量子信号和导频音分开传输和外差检测,保证了强导频音对弱量子信号的无串扰,以及量子信号的低噪声和导频音的高饱和限的不同检测要求。此外,与传统的基于零差检测的CVQKD相比,所提出的LLO-CVQKD方案可以利用外差检测同时测量X和P正交,而不需要额外的随机基选择。此外,对相位噪声进行了实时补偿,其中包括两个独立激光器相对相位引起的快漂移相位噪声和量子信道扰动引起的慢漂移相位噪声,因此,对于可实现的安全密钥速率,在渐近状态下为7.04 Mbps,在1.85 Mbps,在10^7的有限大小块下。
2020-08-18 quant-ph
Optimal Control at the Quantum Speed Limit
最优控制理论是一个有前途的候选人,为大幅改善性能的量子信息任务。我们在典型的情况下探索它的极限,并证明它与量子进化所允许的最大速度极限(量子速度极限)相吻合。
2009-12-09 cond-mat.other quant-ph
(Sub)Exponential Quantum Speedup for Optimization
本研究通过量子绝热算法和量子哈密顿下降算法,在离散与连续优化中实现了可证明的(次)指数级量子加速,基于Gilyén--Hastings--Vazirani的预言机分离,并编译为两个独立目标函数。
2025-04-21 cs.CC math.OC quant-ph
Contextuality and Wigner negativity are equivalent for continuous-variable quantum measurements
量子计算机将提供相当大的加速相对于他们的经典同行。然而,识别使这些加速的固有量子特征是具有挑战性的。在连续变量环境中--这是实现通用、可扩展和容错量子计算的一个很有前途的范例--上下文性和维格纳负性被认为是两种不同的资源。在这里,我们表明,它们实际上是等价的连续变量量子计算的标准模型。虽然我们的研究结果提供了一个统一的图片的连续变量资源的量子加速,他们也铺平了道路的连续变量上下文的实际演示,并阐明了负概率的意义,在相空间描述的量子力学。
2022-12-10 math-ph math.MP math.PR
Quadratic speedup for spatial search by continuous-time quantum walk
连续时间量子行走提供了一个自然的框架来解决在图中的一组标记节点中找到一个节点的基本问题,称为空间搜索。连续时间量子行走的空间搜索是否比经典随机行走具有二次优势一直是一个突出的问题。到目前为止,只有特定的图或底层图的单个节点被标记时才能获得这种优势。在这篇文章中,我们提供了一个新的连续时间量子行走搜索算法,完全解决了这个问题:我们的算法可以找到一个标记的节点在任何图形中的任何数量的标记节点,在一个时间是平方比经典的随机行走快。整个算法非常简单,需要量子行走哈密顿量的时间演化,然后进行投影测量。我们的算法的一个关键组成部分是一个纯粹的模拟程序执行操作的形式$e^{-tH^2}|ψ\rangle$的状态,对于一个给定的哈密顿$H$:它只需要不断发展的$H$的时间缩放为$\sqrt{t}$。这使我们能够二次快进连续时间经典随机游走的动力学。因此,我们的工作的应用超出了量子行走的领域,并可能导致新的模拟量子算法准备基态的哈密顿量或解决优化问题。
2021-12-23 cs.DS quant-ph
Quantum Search with Multiple Walk Steps per Oracle Query
我们通过离散时间和连续时间量子行走确定了量子搜索之间的关键区别:离散时间行走通常对每个Oracle查询执行一个行走步骤,而连续时间行走可以有效地对每个查询执行多个行走步骤,同时只计算查询时间。因此,我们表明,连续时间量子行走可以优于离散时间同行,即使都实现了二次加速比其相应的经典随机行走。为了提供更大的公平性,我们允许离散时间量子步行也采取多个步行步骤,每个Oracle查询,而只计数查询。然后,它匹配连续时间算法的运行时,但这样它是一个立方加速超过其相应的经典随机游走。这产生了量子搜索在其相应的经典随机游走上的比二次加速的第一个例子。
2015-07-22 quant-ph
Photonic quantum algorithm for Monte Carlo integration
我们提出了一个连续变量的光子量子算法的蒙特卡罗计算的多维积分。我们的算法编码成n+3个模式的n维集成,并可以提供一个二次的运行时相比,经典的蒙特卡罗方法的加速。加速是通过开发一个连续变量的适应幅度估计。我们提供了一个误差分析的算法的每个元素和帐户的有限压缩的影响。我们的研究结果表明,蒙特卡洛积分是一个自然的使用情况下,使用连续变量设置的算法。
2018-09-07 quant-ph
Speed limits and thermodynamic uncertainty relations for quantum systems governed by non-Hermitian Hamiltonian
本文在非厄米哈密顿量框架下推导了 Margolus-Levitin 型和 Mandelstam-Tamm 型量子速度极限,并得到与热力学不确定性关系同形式的界限,从而统一了开放量子动力学中的速度极限与热力学不确定性关系。
2024-11-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
The effect of Homodyne-based feedback control on quantum speed limit time
系统从初始状态到目标状态所需的最小时间被定义为量子速度极限时间。量子速度限制时间可以用于量化量子系统演化的最大速度。量子速度极限时间与量子系统的演化速度成反比。也就是说,更短的量子速度极限时间意味着更高的量子演化速度。本文研究了基于Homodyne反馈控制下二能级原子的量子速度极限时间。结果表明,随着反馈系数的增大,量子速度极限时间减小。因此,基于同程的反馈控制可以加速量子系统的演化。
2020-01-21 quant-ph
Quantum Algorithms and Complexity for Continuous Problems
在科学和工程中出现的大多数连续数学公式只能用数值方法求解,因此只能近似求解。我们总是假定我们在处理解的一个数值近似。研究量子算法和连续问题的复杂性有两个主要动机。1.量子计算机在解决重要科学问题时比经典计算机更强大吗?有多强大?2.许多重要的科学和工程问题都有连续公式。要回答第一个问题,我们必须知道这个问题的经典计算复杂性。已知连续问题的经典复杂度,如果我们知道量子复杂度,我们就得到量子计算加速比。如果我们通过特定量子算法的成本知道量子复杂度的上限,那么我们可以获得量子加速比的下限。关于第二个动机,在这篇文章中,我们将报告高维积分,路径积分,费曼路径积分,微分方程的最小特征值,近似,偏微分方程,常微分方程和梯度估计。我们还将简要报告在量子计算机上模拟量子系统。
2007-12-07 quant-ph
Preparing Arbitrary Continuous Functions in Quantum Registers With Logarithmic Complexity
量子计算机将能够以显着的多项式和指数加速来解决重要问题,例如金融期权定价和实空间分子化学模拟。然而,关键应用程序只有在有效地准备输入时才能实现其潜在的加速。我们有效地解决了重要的问题,有效地准备量子态以下任意连续(以及更一般)的功能,复杂性对数在所需的分辨率,并具有严格的误差界。这是通过基于秩-1投影仪的模拟的基本子例程的开发来实现的。结合量子信息处理的各种技术,这个子程序使我们能够提出一套广泛的工具来解决实际任务,如状态准备,Lipschitz连续函数的数值积分,以及从概率密度函数的优越采样。因此,我们的工作在广泛的应用中具有重要意义,例如在金融预测和量子模拟中。
2022-05-01 quant-ph
Continuous-time quantum walk-based ansätze on neutral atom hardware
Pawsey Supercomputing Research Centre(珀斯超级计算研究中心);QuEra Computing Inc.(QuEra 计算公司)
提出基于连续时间量子行走的变分拟设,在模拟中性原子处理器上实现,对无纠缠目标导出近最优控制参数的闭式表达式,对有纠缠目标利用谱特性优化,实验验证了超二次收敛和相干叠加态。
2026-06-03 quant-ph
Controlling the quantum speed limit time for unital maps via filtering operations
一个系统从一个初始状态到一个最终正交状态所需要的最小时间被称为量子速度极限时间。量子限速时间可以用来量化量子演化的速度。量子演化的速度随着量子速度极限时间的减小而增加。在这项工作中,我们将使用基于相对纯度的量子速度限制时间的界限。它适用于任意初始状态。在这里,我们研究了滤波操作对量子限速时间的影响。将观察到,对于滤波操作参数的某些间隔,量子速度极限时间通过增加滤波操作参数而减小,并且对于某些其它间隔,量子速度极限时间通过减小滤波操作参数而减小。
2020-06-18 quant-ph
High Speed Continuous Variable Source-Independent Quantum Random Number Generation
随机性作为自然界的一种基本现象,在科学和工程领域有着广泛的应用。在众多的随机数发生器中,量子随机数发生器(QRNG)是一种很有前途的随机数发生器,它可以利用量子过程的随机性产生可证明的真随机数。然而,如果设备(特别是熵源设备)不完美或特征不好,则来自QRNG的随机性可以被减小(或甚至被破坏)。为了从源头上消除实际的安全漏洞,允许源具有任意未知维数的源无关QRNG被引入,并成为最重要的半设备无关QRNG之一。本文提出了一种在不对输入态作任何假设的情况下,利用量子光场的正交涨落产生超快速不可预测量子随机数的方法。特别地,为了估计可提取随机性的下界,基于高斯状态的极值性建立了一个新的安全分析框架,该框架可以很容易地扩展到新的半设备无关连续变量QRNG协议的设计和分析中.此外,QRNG的实际缺陷,包括过量噪声的影响,有限的采样范围,有限的分辨率和非对称共轭求积的考虑和定量分析。最后,实验证明,所提出的方法,以获得高安全的随机数生成速率为15.07 Gbits/s的离线配置,并可以通过实时后处理潜在地实现6 Gbits/s。
2019-04-18 quant-ph
Quantum computing using continuous-time evolution
计算方法是我们除了科学实验之外,探索复杂生物系统特性的最有效工具。进展正在放缓,因为数字硅计算机在速度方面已经达到了极限。其他类型的计算使用完全不同的架构,包括神经形态和量子,承诺在速度和效率方面取得突破。量子计算利用量子系统的相干性和叠加性来并行探索许多可能的计算路径。这为解决某些类型的计算问题提供了一条从根本上更有效的途径,包括与生物模拟相关的几个问题。特别是,优化问题,凸和非凸,功能在许多生物模型,包括蛋白质折叠和分子动力学。早期的量子计算机将很小,让人想起早期的数字硅计算。了解如何利用第一代量子硬件对于在生物模拟和下一代量子计算机的开发方面取得进展至关重要。这篇综述概述了量子计算的当前状态和未来前景,并提供了一些指示如何以及在哪里应用它来加速生物模拟中的瓶颈。
2020-04-01 quant-ph
Quantum searching with continuous variables
提出了一种连续变量的快速量子搜索算法。其结果是量子连续变量模拟Grover算法最初提出的量子比特。阿达玛的连续变量模拟(即,傅立叶变换)操作与关于量子态的平均值的反演结合使用,以允许以给出使用经典连续变量的搜索算法的平方根加速的方式近似识别未知的量子态。此外,我们表明,这种量子搜索算法是强大的广义傅立叶变换连续变量。
2000-06-07 quant-ph
Quantum Speed Limits Across the Quantum-to-Classical Transition
量子速度限制为量子系统可以进化的速率设定了上限。采用相空间的方法,我们探讨量子速度限制的量子经典过渡,并确定在经典世界的等效界限。结果,与通常的看法相反,我们表明量子和经典系统都存在速度限制。在量子领域中,经典的速度限制是由时间演化的生成器的给定范数设定的。
2017-12-14 quant-ph
Generalization of Grover's Algorithm to Multiobject Search in Quantum Computing, Part I: Continuous Time and Discrete Time
L. K. Grover在量子计算中的搜索算法在大型未排序数据库中搜索单个对象时给出了最佳的二次加速。在本文中,我们推广格罗弗的算法在希尔伯特空间框架中的连续和离散时间的情况下,隔离其几何本质的情况下,一个以上的对象满足搜索标准。
2000-07-31 quant-ph
Entanglement-assisted quantum speedup: Beating local quantum speed limits
本研究通过对比实际量子动力学与准经典演化,推导出相互作用量子系统的纠缠辅助速度极限,在多类系统中验证其紧界特性,且量子增益可随系统规模指数增长,还探讨了向开放系统等的拓展方向。
2024-07-09 quant-ph
Quantum Speed Limit under Calibration Uncertainty
Qatar Center for Quantum Computing, College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University(卡塔尔量子计算中心,科学与工程学院,哈马德·本·哈利法大学)
针对校准不确定性,提出基于量子Fisher信息的投影速度极限,通过商流形剔除多余参数,并利用灵敏度方程推导一般马尔可夫演化的构造性界限,应用于Jaynes-Cummings传感器得到失谐容限和场相关Purcell损耗的速度极限,将几何界限转化为校准与询问时间的设计规则。
2026-05-19 quant-ph
Effect of correlated noise channels on quantum speed limit
研究了相关马尔可夫噪声信道对开放系统量子速度极限的影响。这是针对两量子比特原子模型的相关退相和振幅阻尼通道完成的。我们的模型作为一个平台,在相关的开放系统中的量子演化速度的详细研究。
2021-02-17 quant-ph
A 24 km fiber-based discretely signaled continuous variable quantum key distribution system
我们报告了一个连续可变的密钥分配系统,实现了最终的安全密钥速率为3.45 kb/秒的距离为24.2公里的光纤。该协议采用离散信令和后选择机制提高协调速度,并通过量子态层析技术量化安全性。偏振复用和频率转换方案允许连续波本机振荡器的传输和来自导行声波布里渊散射的噪声抑制超过27 dB。
2009-10-06 quant-ph
Quantum Limit on Computational Time and Speed
我们研究了物理定律是否可以限制由基本粒子构建的量子计算机的计算时间和速度。我们发现量子计算机的速度和运行时间的乘积受到系统内部存在的基本相互作用类型的限制。这将有助于我们决定在构建量子计算机时应该允许什么类型的相互作用,以实现所需的速度。
2002-07-25 quant-ph
A Geometrical Derivation of a Family of Quantum Speed Limit Results
利用基于SU(N)上的右不变作用泛函的几何方法,在有限维状态空间和纯态的时间无关系统中得到了一族量子速度极限结果.该方法将实现量子门的速度限制与正交时间的界限相关联。我们重现已知的结果的马戈勒斯-列维京定理,和一个已知的推广的马戈利斯-列维京定理,作为特殊情况下,我们的方法,产生了丰富的家庭其他类似的速度限制公式对应于正齐次函数的su(n)。讨论了控制量子态的速度极限与系统时间演化算符之间的一般关系。
2014-10-13 quant-ph
Quantum speed limits for Bell-diagonal states
一个系统的两个可区分状态之间的最小演化时间的界限可以帮助评估量子计算机和通信信道的最大速度。研究了非耗散退相干下复合量子态的量子速度极限时间。对于具有最大混合边值的初态,我们得到了量子速度极限时间的精确表达式,它主要依赖于初态参数和退相干通道。通过计算一类初始态的含时态的量子速度极限时间,发现量子速度极限时间随时间逐渐减小,并且在某一临界时刻,量子速度极限时间的衰减率会出现突变.有趣的是,在相同的临界时刻,复合系统动力学将表现出从经典到量子退相干的突然转变。
2014-09-15 quant-ph
Quantum Speed Limit With Forbidden Speed Intervals
量子力学对所有量子系统的信息处理速度施加了称为量子速度限制(QSL)的基本约束。迄今已知的每一个QSL都来自于通过单个系统的可观测值(例如相对于其基态的平均能量)对两个量子态之间的演化时间施加的限制。到目前为止,这些限制只是量子系统信息处理速度的上限。在这里,我报告QSL,每个QSL的允许信息处理速度由禁止速度间隔隔开。它们是由一个系统的和有效的程序,同时考虑到几个兼容的系统可观的值。该方法推广了几乎所有现有的QSL证明,新的QSL在最小演化时间内表现出一种新的一级相变。
2013-05-21 quant-ph
Stronger Quantum Speed Limit
量子速度极限提供了量子系统在初始状态和最终状态之间演化的基本界限。对于幺正演化,著名的Mandelstam-Tamm(MT)界已经被广泛研究的各种系统。在这里,我们证明了一个更强的量子速度限制(SQSL)的所有量子系统进行任意幺正演化,并表明MT界是一个特殊的情况下,更强的量子速度限制。我们应用我们的结果为单一的系统以及在可分离和纠缠态的复合系统,并表明新的界限确实是紧的。更强的量子速度极限将在量子控制、量子计算和量子信息处理等方面有着广泛的应用。
2022-08-10 quant-ph
Quantum Speed Limit From Tighter Uncertainty Relation
量子速度极限为量子系统在任何物理操作下在初始状态和最终状态之间的演化速度提供了基本限制。著名的Mandelstam-Tamm(MT)界已被广泛研究的各种量子系统进行幺正时间演化。在这里,我们证明了一个新的量子速度限制使用更严格的不确定性关系的纯量子系统进行任意幺正演化。我们还导出了混合量子态的一个更紧的测不准关系,并由此导出了混合量子态的一个新的量子速度极限,使得它退化为由更紧的测不准关系导出的纯量子态的量子速度极限。我们表明,MT界是一个特殊的情况下,更严格的量子速度限制在这里导出。我们还表明,这个界限可以得到改善时,优化了许多不同的基向量集。我们说明了更严格的速度限制的纯态的例子,使用随机哈密顿,并表明新的量子速度限制优于MT界。
2023-01-31 quant-ph
Quantum speed limit and divisibility of the dynamical map
量子速度极限(QSL)是量子系统从一个给定状态演化到另一个状态所需时间的理论下限。有趣的是,已经表明,非马尔可夫性可以用来加速动力学和降低QSL时间,尽管这种行为并不普遍。本文通过考察动力学映射的P-和CP-整除性对量子速度极限的影响,进一步研究了QSL与非马尔可夫性之间的联系。我们表明,也可以观察到的P-和CP-可分动力学的加速,并不一定是绑在从P-可分到非P-可分动力学的过渡。
2021-01-28 quant-ph
The initial-state dependence of quantum speed limit
研究了量子比特系统与结构环境相互作用的量子速度极限时间(最小演化时间)的通有界。我们定义了量子速度极限的一个新的界限。结果表明,非马尔可夫性和激发态的布居数不能反映量子演化的加速,但初始态依赖性是一个重要因素。特别是,我们发现,不同的量子速度限制可能会产生相互矛盾的预测量子进化加速。
2015-09-14 quant-ph
Quantum speed limit time for topological qubit influenced by fermionic and bosonic environment
量子理论对从初始状态转换到目标状态所需的最小时间设置了限制。它被称为量子速度限制时间。量子速度限制时间可用于确定封闭和开放量子系统的量子演化速率。考虑到在现实世界中我们所处理的是开放量子系统,研究这类系统的量子速度极限时间具有特别重要的意义。在这项工作中,我们考虑的拓扑量子比特实现的两个马约拉纳模式。我们考虑的情况下,拓扑量子比特的影响,费米和玻色子环境。假设费米和玻色子环境具有类欧姆谱密度。研究了在不同欧姆参数的环境中量子速度极限时间。观察到在超欧姆环境中,随着欧姆参数的增加,量子速度极限时间逐渐达到一个恒定值,从而演化速度达到一个均匀值。研究了外加磁场对演化速率的影响。研究发现,随着磁场强度的增加,量子速度极限时间减小
2020-11-28 quant-ph
Quantum speed limit helps interpret geometric measure of entanglement
利用量子速度极限的方法,我们证明了纯态多体纠缠的几何度量[Phys.Rev.A68,042307(2003)]可以被解释为将给定的量子态幺正演化为可分量子态所需的最小时间.
2021-07-25 quant-ph
Quantum-imaginarity-based quantum speed limit
本文利用相对熵、迹距离和几何虚数性等度量建立量子虚数性与量子速度极限的联系,给出量子系统获得或失去虚数性的演化时间下界,并应用于退相、耗散动力学及随机近似变换,为量子计算、控制和传感提供理论依据。
2025-11-08 quant-ph
Geometric quantum speed limits: a case for Wigner phase space
量子速度极限是量子演化速度的基本上限。然而,这一基本极限的实际数学表达式取决于对量子态的可测量性的选择。我们表明,量子速度极限的普遍特点是由Schatten- $p$ -规范的量子动力学的生成器。由于计算Schatten- $p$ -范数可以在数学上涉及,我们然后开发一种替代方法在维格纳相空间。我们发现,在维格纳空间中的量子速度极限是完全等价的密度算符空间中的表达式,但新的界限是显着更容易计算。我们的结果说明了参数谐振子和量子布朗运动。
2017-04-11 quant-ph
Closed systems refuting quantum-speed-limit hypotheses
该研究通过理论推导反驳了Margolus-Levitin量子速度极限可推广至封闭系统的普遍观点,同时证明孤立系统中Mandelstam-Tamm与Bhatia-Davies量子速度极限同步饱和,且存在仅饱和前者的封闭系统。
2023-12-14 quant-ph
The Geometry of Speed Limiting Resources in Physical Models of Computation
我们研究量子计算的最大速度以及它如何受到物理资源限制的影响。我们将展示如何将所得到的概念推广到更广泛的一类动力系统内的计算物理模型,并介绍了一个特定的代数结构,代表这些速度限制。利用基于$SU(N)$上的右不变作用泛函的几何方法,在有限维状态空间和纯态的资源受限量子系统中得到了一族量子速度极限结果.我们表明,当作用泛函是双不变的,实现任何量子门使用一个潜在的时间依赖的哈密顿量的最小时间是等于最小时间时,使用一个常数的哈密顿量,因此常数哈密顿量是时间最优的这些约束。我们给出了一个明确的公式,在这些情况下,在资源约束。我们展示了我们的方法如何产生一个丰富的家庭的速度限制的结果,其中广义Margolus-Levitin定理和Mandelove-Tamm不等式的特殊情况。我们讨论了物理计算中速度限制的几何方法的更广泛的背景,包括量子速度限制的几何方法是有限资源产生的物理速度限制计算的模型。
2016-11-28 quant-ph
Quantum speed limit time for a two-qubit system interacting with independent and common reservoirs
研究了双量子比特系统与独立和公共库相互作用的量子速度极限时间。该系统最初是在一类X结构密度矩阵中制备的,即扩展的类沃纳态(EWL)。我们证明了当库进入非马尔可夫状态时,量子速度极限时间在公共库中比在独立库中减小得更快。
2017-02-13 quant-ph
Speed limits in Liouville space for open quantum systems
开放量子系统的定义性质之一是其纯度随时间的变化。我们得到的速度限制的纯度变化率的系统耦合到马尔可夫环境。我们的速度限制是基于刘维空间的密度矩阵表示为矢量。这种方法导致速度限制总是比希尔伯特空间中的并行速度限制更严格。这些界限只依赖于非酉动力学的生成元,与系统的特定状态无关。因此,它们非常适合于研究任意状态的退相、热化和去相关过程。我们表明,我们的速度限制可以达到,因此是严格的。作为应用,我们研究了多粒子系统中的关联损失,以及经典和量子关联擦除的速度。
2016-07-04 quant-ph
The effect of quantum memory on quantum speed limit time for CP-(in)divisible channels
量子速度限制时间定义了量子系统在两个状态之间演化所需的最小时间限制。研究非幺正演化下量子系统的速度极限时间的界具有重要意义,因为它揭示了量子(非)马尔可夫性的有趣联系。在这里,我们讨论了量子速度极限时间的特性作为量子记忆的函数,量化为CP-可分以及不可分映射的量子动力学映射的时间自相似性的偏差,并表明量子记忆的存在可以加速量子演化。这表明,在存在量子存储器的情况下,量子演化的速度比CP不可分割性准则所指示的更宽类别的信道的增强。
2022-10-03 quant-ph
Quantum speed limit for non-Markovian dynamics
我们导出了任意驱动的开放量子系统的最小演化时间的Margolus-Levitin型界。我们表示这个量子速度极限时间的运营商规范的非幺正发电机的动力学。我们将这些结果应用于阻尼Jaynes-Cummings模型,并证明了相应的界是紧的。我们进一步证明了非马尔可夫效应可以加速量子演化,从而导致更小的量子速度限制时间。
2013-02-28 quant-ph
A New Hybrid Classical-Quantum Algorithm for Continuous Global Optimization Problems
Grover算法可以用于全局最优化方法中,在某些情况下,它比经典算法有二次加速。本文描述了一种求解连续全局最优化问题的新方法,该方法利用经典算法寻找局部极小值,并用Grover算法跳出该局部极小值。与试验台功能和比较与文献中的算法的模拟。
2013-01-20 math.OC quant-ph
Quantum speed limit time of a qubit system with non-Hermitian detuning
研究了非厄米失谐量子比特系统的量子速度极限时间。我们的结果表明,对于两个可区分的非厄米特系统的状态,演化时间没有一个非零的下限。通过调节非厄米失谐量可以有效地加速系统的量子演化,并且量子速度极限时间可以任意小甚至为零。
2018-10-22 quant-ph
Margolus-Levitin speed limit across quantum to classical regimes based on trace distance
基于相空间中Wigner函数的Mandelstam-Tamm速度极限的经典版本是由B. Shanahan等人[Phys. Rev. Lett. 120,070401(2018)]。本文在相空间中基于迹距给出了量子到经典跃迁的Margolus-Levitin速度极限。Margolus-Levitin速度极限由量子和经典域的时间相关演化的生成器的Schatten L1范数设定。作为一个例子,考虑了含时谐振子来说明结果。
2020-04-21 quant-ph
Quantum speed limit and non-Markovianity in structured environments
本文研究结构化环境中量子速度极限与非马尔可夫性的反比关系,发现非马尔可夫性导致过程加速,并揭示其与信息回流的关系。
2023-12-26 quant-ph
On continuous variable quantum algorithms for oracle identification problems
我们建立了一个框架,预言机识别问题的连续变量设置,其中所述的问题必然是相同的,在离散变量的情况下,和连续变量表现为通过连续表示在无限维希尔伯特空间。我们应用这种形式主义的Deutsch-Jozsa问题,并表明,由于连续表示和傅里叶变换的对偶表示之间的不确定性关系,相应的Deutsch-Jozsa算法是概率的,因此禁止指数加速,相反,在文献中以前的索赔。
2008-12-19 quant-ph
Quantum speed limit for the maximum coherent state under squeezed environment
研究了压缩环境下量子系统的量子速度极限时间。我们考虑两个典型的模型,阻尼Jaynes-Cummings模型和失相模型。对于压缩环境下的阻尼Jaynes-Cummings模型,我们发现量子速度极限时间随压缩参数$r$的增大而增大,并表现出关于相位参数值$θ=π$的对称性.同时,量子速度极限时间也会受到系统与环境之间耦合强度的影响。然而,退相模型的量子速度极限时间取决于退相速率和与真空库相互作用的加速区边界,当适当选择压缩环境参数时,加速区边界可以被打破。
2021-10-07 quant-ph
Tightening Quantum Speed Limits for Almost All States
传统的量子速度限制对于混合量子态表现不佳:它们通常不严格,并且经常显著低估最快的可能进化速度。为了弥补这一点,对于幺正驱动,我们导出了两个量子速度极限,它们超过了几乎所有量子态的传统界限。此外,我们的界限是显着更简单的计算以及实验更容易。我们的界限有一个明确的几何解释,它们产生于广义布洛赫向量之间的角度的评价。
2017-10-10 quant-ph
Speed limits of two-qutrit gates
本研究通过实证与解析方法研究三能级量子三元CZ门的速度极限,比较两种方法的结果并分析其与量子比特门的速度差异。
2025-10-09 quant-ph
Unifying speed limit, thermodynamic uncertainty relation and Heisenberg principle via bulk-boundary correspondence
本研究应用体-边界对应原理,利用连续矩阵乘积态将马尔可夫过程转化为量子场,证明速度极限与热力学不确定关系是同一几何界的两个方面,从而统一了相关物理原理。
2023-04-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
From Fundamental Dynamics to Applied Cryptography: Studies on the Quantum Speed Limit and Fully Passive Quantum Key Distribution
The University of Hong Kong(香港大学)
本文研究了量子信息处理的两个前沿领域:动态演变的基本物理限制和安全量子通信网络的实用实现。
2026-05-17 quant-ph
Phase covariant channel: Quantum speed limit of evolution
研究了相位协变映射的量子演化速度。这涉及吸收、发射和退相过程。我们考虑上述过程的各种组合下的映射,以研究相位协变映射对量子速度极限时间的影响。对于无吸收的相位协变映射,考虑耗散和CP-(在)可分(非)马尔可夫移相噪声的组合。在真空和有限温度效应的存在下,检查相干混合平衡对速度限制时间的作用。我们还研究了Holevo信息变化的速率和相位协变映射的特定情况下的行动量子演化速度。
2022-12-04 quant-ph
Quantum speed limit based on the bound of Bures angle
本文基于修正的Bures角,研究了开放系统中量子速度极限时间的统一界。将此界应用于阻尼Jaynes-Cummings模型和退相模型,得到了两种模型的量子速度极限时间的解析表达式。作为一个例子,我们选取了具有白噪声的最大相干量子比特态作为阻尼Jaynes-Cummings模型的初始态。结果表明,与纯态相比,白噪声可以使非马尔可夫和马尔可夫态的量子速度极限时间缩短。另外,对于退相模型,我们发现量子速度极限时间不仅与初态的相干性和非马尔可夫性有关,而且还依赖于初激发态的布居数。
2020-03-28 quant-ph