Statistical Estimation of Quantum Tomography Protocols Quality
提出了一种新的计算量子态层析成像协议效率的方法。它是基于一个先验估计的质量的任意协议的普遍渐近保真度分布和条件数，它采取最小值为更好的协议。我们证明了充分的方法与数值模拟和实验实现的几个实际重要的协议的量子态层析成像。
2010-02-18 quant-ph
Thermodynamics of Coherence-Selective Quantum Reset Protocols
Aalto University（阿尔托大学）；Loughborough University（拉夫堡大学）
本文研究了二次开放量子系统中相干选择性脉冲重置的精确理论，探讨了相干存活与热力学成本的关系，提出了一种参数化的重置通道，揭示了相干最优与热力学最优协议的差异。
2026-04-18 quant-ph
Thermodynamic Constraints on Information Transmission in Quantum Ensembles
本研究探讨热力学约束对量子信息制备、演化和读取的影响，提出仅用吉布斯态的最优编解码协议，并给出霍列沃信息的热力学解释，确立检索极限。
2025-08-28 quant-ph
Thermodynamics and optimal protocols of multidimensional quadratic Brownian systems
我们刻画了多维二次过阻尼系统的有限时间热力学过程。解析表达式提供的热量，工作，和耗散的系统协方差矩阵的任何演变。协方差矩阵之间的Bures-Wasserstein度量自然地作为耗散的局部量词出现。如何应用这些几何工具，以确定最佳的协议的一般原则进行了讨论。专注于相关的慢驾驶限制，我们展示了如何这些结果可以用来分析的情况下，实验控制系统是部分的。
2022-03-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-equilibrium quantum thermodynamics of a particle trapped in a controllable time-varying potential
非平衡态热力学与标准的平衡态相比有很大的优势。在这里，我们提出了一个一般的框架来研究其应用到具体的问题，这是有效的也超出了高斯动力学的假设。我们考虑了两个不同的问题：1）悬浮纳米粒子从简谐势到双势阱跃迁的动力学; 2）量子态通过双势阱的经典和量子转移.在这两种情况下，我们假设系统经历退相干和热化。在情形1）中，我们构造了一个数值方法来求解该问题，并研究了系统的非平衡热力学。在情况2）中，我们引入了一个新的品质因数来量化状态传输协议的效率，并将其应用于此类协议的量子和经典版本。
2023-03-14 quant-ph
Separable Measurement Estimation of Density Matrices and its Fidelity Gap with Collective Protocols
我们发现，在大样本限制下，量子比特混合状态估计中的可分离测量和集体测量的性能之间存在差距。我们的特点是这样的差距方面的平均保真度相应的界限。我们提出了一个自适应协议，达到可分离的测量界。这种（最佳可分离）协议使用冯诺依曼测量，可以很容易地实现与当前的技术。
2006-09-25 quant-ph
Statistical estimation of the quality of quantum-tomography protocols
我们提出了一个完整的方法来测试量子层析成像协议的性能。该理论通过几个数值例子进行了验证，并与实验结果进行了比较，实现了各种协议的整个家庭的偏振态的量子比特和quququaters，包括纯，混合，纠缠和可分离。
2011-11-07 quant-ph
Native linear-optical protocol for efficient multivariate trace estimation
International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（国际伊比利亚纳米技术实验室）；Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense（弗鲁米嫩塞联邦大学物理研究所）
本文提出了一种基于线性光学的本征协议，用于高效估计量子态的多变量迹，即Bargmann不变量，并探讨了其在量子计算中的多种应用。
2026-01-20 quant-ph
A nearly optimal and robust protocol for nonlinear phase estimation using coherent states
提出了一种以相干态为输入，平衡零差检测为测量策略的二阶非线性相位估计方案。灵敏度是亚海森堡极限，其平均尺度为$N$光子的$N^{-3/2}$。通过排除量子费舍尔信息中的隐藏资源，重新计算基本灵敏度极限，并与我们的协议的最佳灵敏度进行比较。此外，我们研究了光子损失对灵敏度的影响，并讨论了测量策略的鲁棒性。结果表明，我们的协议是接近最优和鲁棒性。
2019-06-21 quant-ph
A protocol for global multiphase estimation
本研究基于Holevo估计理论提出全局多相位估计协议，推导了多相位数字估计的精度终极界，证明多相位策略相对单相位独立估计仅具恒定量子优势，解决了相关领域争议。
2023-01-24 quant-ph
Mixed state Pauli channel parameter estimation
用于估计描述单个量子比特泡利信道的强度的参数的任何物理方案的准确性可以使用来自量子估计理论的标准技术来量化。已知具有m个信道调用的最优估计方案使用系统的初始状态，所述初始状态是纯的且未纠缠的，并且提供O[1/m^（1/2）]的不确定性。该协议类似于经典的重复和平均方案。我们考虑估计方案，其中可用的初始状态是不纯的，并比较协议涉及量子相关态的独立状态协议类似于经典的重复计划。我们表明，与纯态的情况下，量子相关态协议可以产生更大的估计精度比任何独立的状态协议。我们表明，这些收益持续存在，即使当系统状态是可分离的，在某些情况下，当量子不和谐的通道调用后缺席。我们描述了这些协议的相关性核磁共振测量。
2012-08-29 quant-ph
Minimally dissipative information erasure in a quantum dot via thermodynamic length
在这项工作中，我们探索使用热力学长度，以提高实验协议的性能。特别是，我们实现了兰道尔擦除的驱动电子在半导体量子点的水平，并比较了标准的协议，其中的能量是线性增加的时间与一个来自几何优化。后者是通过选择一个合适的度量结构，其测地线对应于最佳的有限时间热力学协议在慢驱动制度。我们的实验表明，测地线驱动最大限度地减少耗散缓慢的协议，一个更大的改进，因为一个接近完美的擦除。此外，几何方法还导致更小的耗散，即使当方案的时间变得与系统的平衡时间尺度相当时，即，远离慢行模式我们的研究结果还说明，在一个单电子设备中，热力学几何的基本原则：最佳的有限时间热力学协议是那些具有恒定的耗散率沿过程。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Noise estimation in an entanglement distillation protocol
本文探讨仅从提纯协议的测量统计中学习纠缠态噪声的可行性，提出从Werner态的测量统计中高效估计Werner参数的方法，适用于提纯为不可避免步骤的场景。
2024-02-14 quant-ph
Minimization of the estimation error for entanglement distribution networks with arbitrary noise
保真度估计对于纠缠分发网络的质量控制至关重要。由于测量会使量子态坍缩，我们考虑一种设置，其中节点随机采样纠缠量子比特对的子集进行测量，然后根据测量结果估计未采样量子比特对的平均保真度。所提出的估计协议在具有任意噪声且没有先验信息的困难场景中实现了最低的均方估计误差。此外，该协议是实现友好的，因为它只执行本地泡利算子根据预定义的序列。数值研究表明，现有的保真度估计协议相比，所提出的协议减少了估计误差，在这两种情况下与i.i.d.噪声和相关噪声。
2022-10-07 quant-ph
An iterative quantum-phase-estimation protocol for near-term quantum hardware
给定具有未知相位$θ$的幺正操作的$N_{\textrm{tot}}$应用，大规模容错量子系统可以将估计的{误差}缩放从$\mathcal{O} \left[ 1 / \sqrt{N_{\textrm{tot}}} \right]$ {减少}到$\mathcal{O} \left[ 1 / {N_{\textrm{tot}}} \right]$。由于近期量子器件可用的资源有限，已经开发了无纠缠协议，其实现了$\mathcal{O} \left[ \log(N_{\textrm{tot}}) / N_{\textrm{tot}} \right]$ {mean-absolute-error}缩放。在这里，我们提出了一个新的两步协议的近期相位估计，与改进的{误差}缩放。我们的协议的第一步产生几个低的{标准偏差}估计的$θ$，在$θ$的参数范围内。第二步迭代地确定这些估计值之一。我们的协议的{平均绝对误差}尺度为$\mathcal{O} \left[ \sqrt{\log (\log N_{\textrm{tot}})} / N_{\textrm{tot}} \right]$。此外，我们证明了减少恒定的比例因子和所需的电路深度：我们的协议可以优于渐近最佳的量子相位估计算法的现实值的$N_{\textrm{tot}}$。
2022-06-13 quant-ph
Improving information/disturbance and estimation/distortion trade-offs with non universal protocols
详细分析了一种基于线性光学元件、前馈环路和零差检波的条件测量方案。该方案可用于实现两个不同的任务。一方面，它允许提取的信息与最小的干扰有关的一组相干态。另一方面，它代表了湮灭算符的非破坏性测量方案，即Q函数的间接测量。我们调查的信息/干扰权衡状态推断，并引入估计/失真权衡评估的Q函数的估计。对于从高斯集合中选择的相干态，我们评估了信息/干扰和估计/失真的权衡，并发现非通用协议可以进行优化，以实现比通用协议更好的性能。对于Fock数状态，我们证明了通用协议不存在，并评估热分布的估计/失真权衡。
2007-07-04 quant-ph
Work extraction and thermodynamics for individual quantum systems
热力学传统上关注的是由大量粒子组成的系统。在这里，我们提出了一个框架，扩展热力学到个人的量子系统，包括明确的热浴和工作存储设备（本质上是一个“重量”，可以提高或降低）。我们证明了热力学第二定律在我们的框架中成立，并给出了一个简单的协议，从系统中提取最佳的工作量，等于其自由能的变化。我们的结果适用于任何量子系统在一个任意的初始状态，特别是包括非平衡状态。最佳协议基本上是可逆的，类似于经典的卡诺循环，事实上，我们表明，它可以用来构建一个量子卡诺引擎。
2014-09-26 quant-ph
Fidelity estimation of quantum states on a silicon photonic chip
本研究将已有最优态验证协议改编用于两量子比特态保真度估计，在可编程硅光子两量子比特芯片上实验验证，其点估计误差区间显著小于常用协议，提升了实际器件量子态保真度的估计能力。
2023-06-16 quant-ph
Exploring Noisy Quantum Thermodynamical Processes via the Depolarizing-Channel Approximation
Technische Universität Wien（维也纳工业大学）；Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ)（维也纳量子科学与技术中心）；University of Vienna（维也纳大学）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS)（理化学研究所跨学科理论与数学科学中心）；RIKEN Center for Computational Science (R-CCS)（理化学研究所计算科学中心）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information - IQOQI Vienna, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院维也纳量子光学与量子信息研究所）
通过去极化通道近似分析噪声对量子热力学冷却协议的影响，推导出在噪声存在下的渐近冷却极限和基态人口界限。
2026-01-22 quant-ph
Thermodynamic Uncertainty of Work in Time-Dependently Driven Open Quantum Systems
Department of Physics, Myongji University（明志大学物理系）
该研究针对时间依赖驱动的开放量子系统，推导出功的热力学不确定性关系，结合量子费希尔信息给出两个热力学界限，并在二能级系统中验证其依赖于驱动协议和切换时间尺度。
2026-09-17 quant-ph
Benchmarking Bayesian quantum estimation
本文针对单参数与多参数贝叶斯量子估计协议的性能表征难题，比较多种品质因数，证明采用二次误差中位数可提升基准测试的稳健性。
2024-01-26 quant-ph
An assessment of quantum phase estimation protocols for early fault-tolerant quantum computers
本文在表面码架构下评估多种EFT QPE协议计算氢分子基态能量的资源开销，表明其噪声鲁棒性可较教科书式QPE降低约300倍计算量，但规模仍超当前演示能力。
2024-02-29 quant-ph
Self-teleportation and its application on LOCC estimation and other tasks
一种表征量子非局域性的方法是观察LOCC最优协议和全局最优协议在执行某些任务时的品质因数的差异，例如，状态估计、状态判别、克隆和广播。特别是，我们重点讨论了$n$张量未知状态的情况。我们的结论是可分纯态比纠缠纯态更具有非局域性。更具体地说，如果状态是纠缠的，则品质因数的差异是指数小的，并且指数是最大施密特系数的对数。另一方面，在许多情况下，由LOCC估计的可分离状态比由$O(\frac{1}{n})$的全局最优估计差。为了证明纠缠态的能隙是指数小的，我们提出了自隐形传态协议作为LOCC协议的关键组成部分。该协议的目标是利用$| ϕ_θ> ^{\otimes n}$的本征纠缠，在不使用任何额外资源的情况下，通过LOCC传输Alice的那部分量子信息。该协议本身就具有重要意义。
2007-09-20 quant-ph
Adaptive protocols for SU(11) interferometers to achieve ab initio phase estimation at the Heisenberg limit
本文提出两种 SU(11) 干涉仪自适应协议，通过光子数测量配合反馈相位序列及无需调谐的最优测量，放宽相位大小限制，实现海森堡极限下的从头相位估计。
2023-07-27 quant-ph
Direct Fidelity Estimation for Generic Quantum States
针对量子态保真度估计问题，提出结合量子振幅估计与经典影子层析的通用协议，将计算成本降至希尔伯特空间维度平方根量级，并大幅减少测量次数与通信成本。
2024-12-10 quant-ph
Quantum thermodynamic advantage in work extraction from steerable quantum correlations
本文设计了一个双方功提取博弈，利用量子关联的可操纵性作为关键资源，证明了可操纵场景下可提取功的比率随系统维度增加而提升，从而确立了量子热力学优势。
2025-09-11 quant-ph
Scalable protocol to coherence estimation from scarce data: Theory and experiment
Center on Frontiers of Computing Studies, Peking University（北京大学前沿计算研究中心）；School of Computer Science, Peking University（北京大学计算机学院）；ZQuantum (Beijing) Technology Co., Ltd（量子智算（北京）科技有限公司）；College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University（南京大学工程与应用科学学院）；Department of Physics, Shandong University（山东大学物理学院）
本文提出一种可扩展协议，从有限数据中估计量子相干性，并通过实验验证其实用性。通过将NP难的相干性估计问题转化为高效优化，降低了计算成本，适用于大规模量子系统。
2025-10-24 quant-ph
Minimum Entanglement Protocols for Function Estimation
针对量子传感器网络中 d 个场振幅线性组合的估计问题，论文给出达到量子 Cramér-Rao 界的最优协议族，并刻画至多 k 体纠缠即可最优的充要条件。
2023-09-29 quant-ph
Phase Estimation of Coherent States with a Noiseless Linear Amplifier
量子态的放大不可避免地伴随着在输出端引入噪声。对于具有预示成功的概率的协议，理论上无噪声线性放大仍然是可能的。当协议成功时，它可以导致输出是输入的无噪声放大副本。当协议不成功时，输出状态降级并且通常被丢弃。概率协议可以改善某些量子信息协议的性能，但如果考虑整个统计量，则不适用于计量学。通过计算无噪声线性放大器的量子费舍尔信息，计算了无噪声线性放大器对相干态相位估计的精度极限，结果表明，平均而言，无噪声线性放大器并不能提高相位估计的精度.我们还讨论了避免测量可以减少估计成本的情况。
2016-12-01 quant-ph
Robust Estimation of Nonlinear Properties of Quantum Processes
针对量子过程非线性性质估计对状态制备与测量误差的鲁棒性需求，提出两种基于随机门序列但后处理不同的协议，分别实现非时序关联的鲁棒估计（伊辛模型数值验证）和幺正性估计以表征量子信道非相干性，助力量子多体物理研究与量子过程表征。
2023-12-15 quant-ph
A Lightweight Protocol for Matchgate Fidelity Estimation
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Oxford（牛津大学）
提出一种低深度随机化协议，利用匹配门超算符的块对角结构，通过泡利态制备与测量高效估计纠缠保真度，相比 Flammia-Liu 协议在经典采样复杂度上指数级改进，预期测量次数减少 1/√n。
2026-07-03 quant-ph
Designing optimal protocols in Bayesian quantum parameter estimation with higher-order operations
针对贝叶斯量子参数估计最优协议设计的通用求解难题，提出基于高阶操作与半定规划的方法，可任意精度逼近最优解，适用于各类单/多参数估计场景，并拓展了相关研究结论。
2024-06-21 quant-ph
The Trinity of Markovian Quantum Thermodynamics: Unifying the Axiomatic, Microscopic, and Operational Paradigms
Trinity College Dublin（都柏林三一学院）；Trinity Quantum Alliance（三一量子联盟）；University of Vienna（维也纳大学）；Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）
研究马尔可夫量子热力学中三种范式的关系，通过证明满足特定条件的热林德布拉德算符在三种范式下的等价性统一现有方法，还给出微观协议模拟热马尔可夫过程并通过实例说明适用性，为其建立统一基础。
2026-07-20 quant-ph
A thermodynamic approach to optimization in complex quantum systems
本文提出用低能态非马尔可夫浴将量子系统能量最小化转化为热力学冷却，发现最优冷却发生在浴的量子相变区域，并设计两步协议在保持相干性的同时增强冷却效果。
2024-03-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Efficient verification of bipartite pure states
我们提出了实用和有效的协议，用于验证任何有限维的二分纯态，这也可以应用于保真度估计。我们的协议是基于自适应本地投影测量与单向或双向通信，这是非常容易实现的实践。他们可以提取的关键信息更有效地比已知的协议的基础上断层扫描或直接保真度估计，其效率是最好的协议的基础上纠缠测量。这些协议突出了相互无偏基（MUB）和复射影2-设计在量子态验证和保真度估计中的重要性。此外，我们的协议可以应用于对抗性的情况下，其中状态由恶意对手控制。在这种情况下，令人惊讶的是，我们的协议之一，基于本地测量甚至是最佳的协议之间没有本地限制。
2019-09-11 quant-ph
Algorithmic Quantum Simulations of Quantum Thermodynamics
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Fudan University（复旦大学）；Shanghai Qi Zhi Institute（上海人工智能实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）
本文提出通过量子核函数扩展算法在量子硬件上模拟量子热力学，实现自由能与温度的解析关系，为材料设计和药物开发提供新方法。
2025-11-28 quant-ph
Extending the dynamic range in quantum frequency estimation with sequential weak measurements
California Institute of Technology（加州理工学院）；Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem（耶路撒冷希伯来大学拉卡物理研究所）
研究在光学原子钟中，通过辅助量子比特弱测量扩展量子频率估计动态范围及克服相位滑移噪声的方案，利用相干自旋态找到最优弱测量协议，结合弱测量与投影测量构建协议，优于此前方法。
2026-07-21 quant-ph
Non-equilibrium thermodynamics of quantum processes assisted by transitionless quantum driving: the role of initial state preparation
绝热演化被认为是大多数热力学循环的理想情况，因为它允许实现最大效率。然而，鉴于执行变换所需的无限时间量，不产生功率输出。这种问题可以通过绝热捷径（STA）协议来克服，该协议允许动态模拟其绝热对应物，但在有限时间内。无跃迁量子驱动（TQD）是STA的一种形式。我们发展并研究了TQD对变化磁场作用下的单量子比特系统和具有含时相互作用强度的一般双量子比特海森堡模型的影响。我们建立了一个定量的工作之间的关系产生的动力学和熵产生的演变，专注于工作介质的初始状态所发挥的作用。我们确定了TQD协议下的极端化性能的状态。最后讨论了STA的热力学意义。
2020-02-14 quant-ph
Practical Fidelity Estimation for Noisy Quantum Devices Using Direct and Survival-Probability-Based Protocols
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究学院莫哈利分校）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；VTT Technical Research Centre of Finland（芬兰国家技术研究中心）
本研究提出两种无需完整层析重建的软件导向保真度估计协议，可提升噪声量子设备的表征鲁棒性，且在多量子比特态数值实验中验证了其性能优势。
2026-10-16 quant-ph
Thermodynamic optimization of quantum algorithms: On-the-go erasure of qubit registers
我们考虑了量子计算中的两个瓶颈：有限的内存大小和散热引起的噪音。为了优化两者，我们研究了给定算法不再需要的量子寄存器的“在移动中擦除”：当辅助量子位不再有用时，释放它们将促进计算的并行化。我们研究了在这些情况下擦除的最小热力学成本，应用结果的纠缠量子寄存器的朗道擦除。对于类的算法解决阿贝尔隐藏子群问题，我们找到最佳的去擦除协议。我们得出结论，这是一个权衡：如果我们有足够的关于问题的部分信息来构建有效的移动擦除，我们可以用它来简化算法，这样一来，首先需要更少的量子位来运行计算。我们为这两种方法提供了明确的协议。
2022-12-21 quant-ph
Toward demonstrating super-sensitive angular displacement estimation by using orbital angular momentum coherent state and SU(1,1)-SU(2) hybrid interferometer
本文提出了一种基于轨道角动量相干态和SU（1，1）-SU（2）混合干涉仪的角位移估计方案。该干涉仪由光学参量放大器、分束器和反射镜组成，在此采用了量子探测策略$\---$平衡零差探测。结果表明，在理想的条件下，可以实现超分辨和超灵敏度。此外，我们还研究了光子损失对分辨率和灵敏度的影响，并讨论了协议的鲁棒性。最后，我们证明了我们的协议相比SU（1，1）的优势，并总结了轨道角动量增强协议的优点。
2018-06-20 quant-ph
Quantum Coding with Finite Thermodynamic Resources
该研究探讨了在有限热力学资源下压缩量子信息所需的条件，通过建模测量、时间误差和温度影响，推导出保真度界限，并关联到量子热力学冷却协议。
2024-08-02 quant-ph
Thermodynamically Consistent Lindbladians for Quantum Stochastic Thermodynamics
本文提出一个基于局部量子细致平衡的 Lindblad 框架，用于研究开放量子系统的非平衡热力学，推导功和热的联合涨落定理及最优协议，并修正量子布朗运动主方程以优化热力学过程。
2025-02-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Nonstabilizerness determining the hardness of direct fidelity estimation
本文利用非稳定子性资源理论证明直接保真度估计协议所需资源随稳定子Rényi熵指数增长，仅对无量子优势的态可行，并将结果推广到由Choi态非稳定子性支配的量子演化验证。
2023-03-04 quant-ph
Parameter estimation with almost no public communication for continuous-variable quantum key distribution
在任何量子密钥分发（QKD）方案中，参数估计都是关键的一步。在典型的QKD协议中，用户必须牺牲其原始数据的一部分来估计通信信道的参数，例如错误率。这引入了在有限大小制度中的密钥速率和参数估计的准确性之间的折衷。在这里，我们表明，连续变量（CV）量子密钥分配是不受此约束，因为整个原始密钥可以用于参数估计和密钥生成，而不会损害安全性。首先，我们表明，这个属性适用于测量设备无关（MDI）协议，作为一个事实，即在MDI协议中的爱丽丝和鲍勃之间的相关性后选择由不可信的中继执行的测量的结果。这个结果，然后扩展到超越MDI框架，利用MDI协议可以模拟设备相关的单向QKD与任意高精度的事实。
2018-06-07 quant-ph
Efficient and robust estimation of many-qubit Hamiltonians
描述量子力学系统的相互作用和动力学特性是量子技术发展中的一项重要任务。我们提出了一个有效的协议的基础上估计的时间导数的几个量子比特可观的多项式插值的特征的基础上的哈密顿动力学和马尔可夫噪声的多量子比特设备。对于有限范围的动态，我们的协议指数放松必要的时间分辨率的测量和二次方降低了整体样本的复杂性相比，以前的方法。此外，我们表明，我们的协议可以描述系统的动力学代数衰减的相互作用。该协议的实现只需要准备产品状态和单量子位测量。此外，我们开发了一个阴影层析成像方法的量子信道，是独立的利益。该协议可用于并行化以学习哈密顿量，使其适用于当前和未来量子设备的表征。
2022-11-15 quant-ph
Nonlocal correlations in quantum energy teleportation: perspectives from their Majorana representations and information thermodynamics
本文提出量子自旋模型上的 Alice-Bob 量子能量隐形传态协议，利用 Majorana 费米子非局域关联子刻画最大提能与局域能量降低，并从零温信息热力学解释其机制。
2024-12-07 quant-ph
Fourier Analytic Approach to Phase Estimation
为了对相位估计进行统一的分析，我们着重讨论了极限分布。证明了极限分布可由支集属于$[-1,1]$的$L^2$函数的傅里叶变换的绝对平方给出。利用这个关系，我们研究了极限分布的方差与其尾概率之间的关系。作为我们的结果，我们证明了最小化渐近方差的协议不最小化尾概率。根据区间的宽度，我们推导出最小化尾概率的估计协议。这种最优方案由常出现在小波或时间限制傅立叶分析中的长椭球波函数给出。在区间估计的框架下，得到了保证给定置信系数的最小置信区间。
2008-10-31 quant-ph
Unravelling the non-classicality role in Gaussian heat engines
量子热力学的核心是一个基本问题，即量子热机中什么是真正的“量子”，以及如何寻求这种量子性，以便与经典协议相比，可以更有效地执行物理任务。在这里，使用$P$ -可表示性的概念，我们定义了一个称为经典性的函数，它量化了玻色子模式的非经典性的程度。这个函数使我们能够探索量子热机中的非经典性的作用，并设计最佳的工作提取协议。对于两个特定的周期，一个量子奥托和一个广义的，我们表明，非经典是一个基本的资源，更有效地执行热力学任务。
2022-06-21 quant-ph
Quantum advantages for Pauli channel estimation
我们发现，纠缠测量提供了一个指数的优势，在样本复杂性泡利信道估计，这是一个基本的问题和一个实际上重要的子程序基准近期量子设备。我们考虑的具体任务是同时学习$n$ -量子位泡利通道的所有特征值到$\pm\varepsilon$精度。我们给出了一个估计协议与$n$ -量子比特的辅助，成功的概率很高，只使用$O(n/\varepsilon^{2})$副本的泡利信道，同时证明，任何辅助的协议（可能与自适应控制和信道级联）将需要至少$Ω(2^{n/3})$轮的测量。我们进一步研究了少量的Ancillas所提供的优势。对于$k$ -量子比特辅助（$k\le n$）可用的情况下，我们获得了任何非级联协议的$Ω(2^{(n-k)/3})$的样本复杂度下限，以及任何非自适应，非级联协议的$Ω(n2^{n-k})$的更强下限，这是紧的。我们还展示了如何将辅助估计协议应用于一个实际的量子基准测试任务中的噪声弹性和样本效率的方式，给出合理的噪声假设。我们的研究结果为学习中的量子优势提供了一个实际有趣的例子，也为量子基准测试带来了新的见解。
2021-11-08 quant-ph
SarDub19: An Error Estimation and Reconciliation Protocol
除了在光学和量子组件的开发方面的显著进步之外，实际量子密钥分发系统的性能在很大程度上由错误密钥协调过程的类型和设置决定。它是通过公共信道实现的，并且它主导了量子密钥分发过程的通信复杂度。实际应用很大程度上取决于计算能力，这在面向卫星的量子通信中非常重要。在这里，我们提出了SarDub19错误密钥估计和和解协议，提高了实际量子系统的性能。
2022-12-24 cs.CR quant-ph
Long-distance continuous-variable quantum key distribution with efficient channel estimation
我们调查的主要限制，阻止连续变量量子密钥分发协议实现长距离在有限大小的设置。我们提出了一个双调制协议，允许使用每个状态的信道估计和密钥分配。与标准方法不同，我们优化了协议的参数，并将压缩态和相干态视为信号。通过最佳地组合资源，密钥速率可以接近长距离的理论极限，并且可以使用比当前最先进的实现方式短十倍的块大小来获得大约高十倍的密钥速率。
2014-12-09 quant-ph
Depolarizing channel parameter estimation using noisy initial states
我们考虑当可能采用的可用初始状态是混合的时，估计与量子比特去极化通道相关联的参数。我们使用量子费舍尔信息作为估计准确性的衡量标准，将使用产物状态量子位集合的协议与量子位处于相关状态的协议进行比较。我们表明，对于某些参数值和初始状态，相关状态协议可以产生更大的准确性，每个通道调用比产品状态协议。我们表明，对于某些参数和初始状态，使用两个以上的量子比特和通道调用是有利的。这些结果与已知的使用纯初始状态和对纠缠量子比特的单通道调用的最佳情况形成对比。
2015-06-19 quant-ph
Bayesian quantum thermometry based on thermodynamic length
在这项工作中，我们提出了量子系统的温度估计理论，这是适用于不可忽略的先验温度不确定性和有限的测量数据的制度。在这种情况下，建立一个定义良好的估计精度的措施的问题变得非平凡的，此外，建设一个合适的标准，最佳的测量设计必须重新审查，以考虑到先前的不确定性。我们提出了一个完全贝叶斯方法的热力学长度的概念，解决了这两个问题的基础上的温度估计。作为这个框架的一个例子，我们考虑热自旋$1/2$粒子和调查两种情况之间的根本区别，一方面，当自旋探测的温度的热库，另一方面，当自旋本身构成的样品。
2022-04-28 quant-ph
