Quantum coherence and geometric quantum discord
量子相干性和量子关联对量子力学的发展具有重要的基础和现实意义，也是量子计算和量子通信理论的基石。寻找物理上有意义的、数学上严格的量子数是量子信息科学界长期关注的问题，迄今为止已经引入了各种忠实的度量。本文综述了二体和多体系统的类不和谐量子关联的度量，单量子系统的量子相干性的度量，以及它们在不同情况下的关系。本文综述了量子相干性的源理论，包括它在多体系统中的应用，以及基于各种态的距离测度所定义的类discordlike量子关联。讨论了量子相干性与以运算方式建立的量子关联之间的相互关系，讨论了量子相干性在不同基组下的互补性、与干涉实验路径信息的对偶性、在不同运算下的升华与稀释等基本特性，并从量子相干性的角度对量子算法的优越性提出了新的看法.此外，我们回顾了几何量子关联和量子相干性在噪声量子信道下的性质。最后，综述了相对论背景下量子关联和量子相干性的研究进展。这些结果为量子相干性和量子关联的概念含义和基本联系以及它们在物理学各个相关学科中的潜在应用提供了一个概述。
2018-08-01 quant-ph
The Effect of Partial Coherence on the Statistics of Single-Photon Pulses Propagating in the Atmosphere
利用光子密度算符函数描述了单光子脉冲在湍流大气中的传输。研究了光子源的统计特性和随机相位屏对光子计数方差的影响。讨论了降低总噪声的方法。负责这种减少的物理机制进行了解释。
2007-02-26 quant-ph
Steady-State Coherences under Partial Collective non-Markovian Decoherence
Dalian Minzu University（大连民族大学）；Ocean University of China（中国海洋大学）；University of Toronto（多伦多大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克科学基金会）
研究部分集体非马尔可夫衰减对稳态共轭的影响，揭示其复杂行为并提供评估近似方法的基准。
2026-02-24 quant-ph
Beam Wandering in the Atmosphere: The Effect of Partial Coherence
从理论上研究了湍流大气中随机相位屏对激光光束漂移的影响。用光子分布函数方法描述了弱湍流和强湍流的光子动力学。通过结合分析和数值计算，我们得到了由湍流涡旋散射引起的光束质心偏转的方差。结果表明，辐射的初始相干性的人为扭曲可以用来减少漂移效应。负责这种减少和我们的方法的适用性的物理机制进行了讨论。
2007-09-17 quant-ph
Local predictability and coherence versus distributed entanglement in entanglement swapping from partially entangled pure states
完全互补关系，例如$P(ρ_{A})^{2} + C(ρ_{A})^{2} + E(|Ψ\rangle_{AB})^{2}=1$，约束了二分纯态的局部可预测性$P$、局部相干性$C$和纠缠度$E$。对于最初在具有零局部相干性的特定类别的部分纠缠纯态中制备的量子比特对，这些关系在参考文献[Phys. Lett. A，451，128414（2022）]，以在纠缠交换协议（ESP）的Bell基测量之后，提供预先测量状态的局部可预测性与状态的最大纠缠分量的概率之间的操作连接。本文将这一结果推广到一般纯初态，建立了$P$、$C$与ESP中的分布纠缠之间的关系，并利用IBM的量子计算机对这些一般理论结果进行了实验验证。
2022-12-12 quant-ph
Quantum nonlocal double slit interference with partially coherent qubits
研究部分相干量子纠缠光束的相干性变化对非局域双缝量子干涉的影响，发现通过控制泵浦参数可实现高质量且接近1的干涉可见度，增强抗介质畸变鲁棒性。
2025-03-02 quant-ph
Influence of coincidence detection through free-space atmospheric turbulence using partial spatial coherence
量子网络的发展依赖于混合系统的进步，其中包括地对地通信。然而，大气环境的湍流对光量子链路提出了严峻的挑战。在本文中，我们概述了一个理论和实验研究的影响，大气湍流的纠缠光子对的符合检测使用完全和部分空间相干泵浦光。采用Kolmogorov模型对空间光调制器进行编码，模拟大气湍流强度。结果表明，使用部分空间相干泵浦产生的光子对比由完全空间相干泵浦光产生的光子对对变化的大气湍流强度更鲁棒。
2020-06-23 quant-ph
Quantum coherences, K-way negativities and multipartite entanglement
提出了一种基于K路（K = 2 ~ N）负性的N-体态的刻画。定义了一个子系统的K路部分转置，从而将焦点从复合系统的K个子系统转移到K路相干性上。对于一个N-部系统，K-路负性的分数，有助于整体负性，得到。对给定态$ρ$的纠缠度量被确定为相应正则态的部分K路负性。
2008-04-01 quant-ph
Comment on "Resurgence of Rayleigh's curse in the presence of partial coherence"
Larson和Saleh [Optica 5，1382（2018）]认为，如果两个源部分相干，则Rayeleigh的诅咒可能会复发并变得不可避免。在这里，我们表明，他们的计算和断言有根本性的问题，和空间模式解复用（SPADE）可以克服瑞利诅咒，即使是部分相干源。
2018-10-29 physics.optics quant-ph
Spatially-entangled Photon-pairs Generation Using Partial Spatially Coherent Pump Beam
利用部分空间相干泵浦光，通过自发参量下转换（SPDC）实现了空间纠缠光子对的实验产生。通过改变泵浦的空间相干性，我们显示了它对下转换光子的空间相关性和它们的纠缠度的影响，与理论非常一致。然后，我们利用这一特性，通过调整泵浦相干长度来产生具有特定纠缠度的光子对。这一工作揭示了SPDC过程中相干性的基本转移，并提供了一个简单的实验方案来产生具有明确的空间纠缠度的光子对，这可能对量子通信和信息处理有用
2018-12-05 quant-ph
Transient Quantum Coherent Response to a Partially Coherent Radiation Field
研究了任意封闭量子系统对部分相干电场的响应，重点研究了系统中的瞬态相干性。作为一个模型，我们研究，微扰和数值计算，在一个三能级$V$系统的相干诱导。研究了快速开启和脉冲开启效应。也被认为是一个长的和不相干的脉冲的效果，表明在脉冲期间的系统显示出一个相干的响应，减少后的脉冲结束。无论是脉冲的情况下，热加宽CW的情况下，在很长的时间限制的混合状态的方法，与相邻的水平间距和相干时间的光，并通过一个机制，这是明显不同于传统的退相干的速率。这两个激发方案也探讨了一个最小的“玩具”模型的色素蛋白质复合物PC645的电子水平由碰撞加宽的CW激光和噪声脉冲，意外长的瞬态相干时间观察和解释。环境引起的退相干的意义被指出。
2013-12-10 quant-ph
Revealing Hidden Coherence in Partially Coherent Light
相干性和相关性代表了复合系统的两个相关性质。例如，该系统可以是光子的偏振，其形成偏振纠缠双光子状态的一部分，或者相干光束的空间形状，其中每个空间模式具有不同的偏振。系统的局部酉变换不会影响系统的一致性，而全局酉变换对系统及其周围环境的修改可以增强系统的一致性，将相互关联转化为一致性。问题自然出现了，什么是量化可以转化为一致性的相关性的最佳衡量标准，以及可以提取多少一致性。我们回答这两个问题，并说明其应用程序的一些典型的简单的系统，目的是照亮的一般概念，通过修改相关性增强一致性。
2015-11-04 physics.optics quant-ph
Exploring the ultimate limits: Super-resolution enhanced by partial coherence
由量子费舍尔信息定义并相对于检测概率归一化的形成部分相干叠加的两个基本信号的分离的分辨率总是受到非相干混合物的分辨率的限制。然而，当以受控的方式制备部分相干叠加时，精度可以提高到高于该极限的几个数量级。相干性还允许将关于各种参数的信息分类到不同的通道中，如通过与反相叠加相关联的分离参数和与同相叠加相关联的质心位置所证明的。
2021-03-12 physics.optics quant-ph
Microscopic Origin of Spatial Coherence and Wolf Shifts
我们证明了电磁场真空在频域中具有内在的部分空间相干性，这种相干性有效地扩展到波长$λ$量级的区域。这种空间相干性导致原子之间的动力学耦合，是源关联和沃尔夫位移的原因。我们展示了源空间相关性如何导致量身定制的相干发射。本文讨论了源相关效应的普遍性，并介绍了它的几种应用。
2003-11-13 quant-ph
A study of the effects of Gaussian distribution of coherence length of source on the diffraction of partial temporal coherence beam from multi slits: Theory and simulation
本文将单缝时间相干光衍射推广至任意n缝，研究退相干参数对衍射图样的影响，并进一步引入高斯分布的光源相干长度进行数值模拟，以更贴近实际地分析远场衍射效应。
2023-10-19 physics.optics quant-ph
Coherence of a Josephson phase qubit under partial-collapse measurement
我们讨论了量子演化的衰减状态在最近的实验Katz等人。基于精确的分析和数值解的一个简单的模型，我们确定了一个制度，其中量子比特保持在一个有限的时间间隔独立的三个竞争退相干过程的速率的相干性。在这种情况下，量子衰变过程可以通过“弱”测量连续监测，而不会影响量子比特的相干性。
2007-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Quantum versus classical entanglement: eliminating the issue of quantum nonlocality
分析了量子纠缠与经典纠缠的相互关系。后一种概念广泛用于光的某些量子特征的经典光学模拟。我们批评了“量子非定域性”是区分量子纠缠和经典纠缠实现的基本因素的普遍解释。相反，我们指出了突破性的格兰杰等人。实验符合检测是在1986年完成的，并发挥了至关重要的作用，在拒绝（半）经典场模型，有利于量子力学。经典纠缠源产生具有二阶相干系数$g^{(2)}(0) \geq 1.$的光束。经典纠缠的这一特征通过使用不同通道中信号的强度而不是计数光电探测器的点击来掩盖。强度和点击计数之间的相互作用不仅仅是一个技术问题。我们把这个问题提升到基础性的高度。
2019-10-18 quant-ph
Partial Distinguishability as a Coherence Resource in Boson Sampling
量子相干性是一种有用的资源，可以用来完成经典设备难以完成的几项任务。特别是，它被认为是许多计算算法的量子加速的起源。本文从相干源理论的角度解释了部分可分辨光子玻色子采样的计算时间代价。与非相干操作，保持对角元素的量子态的排列，我们命名为\emph{permuted genuinely incoherent operation}（pGIO），我们提出了一些证据表明，减少的相干性对应于计算较少的复杂系统的部分可区分玻色子采样。我们的结果表明相干性是玻色子采样计算时间开销的关键资源之一。我们希望我们的工作能为理解线性光网络系统的量子复杂性提供一个新的视角。
2019-10-01 math-ph math.MP physics.optics
Interpreting quantum coherence through a quantum measurement process
最近，在量子资源理论的框架内，对相干性或其他类似相干性的概念的量化重新引起了人们的兴趣。然而，无论是否严格定义，自量子理论出现以来，相干或退相干的概念已经被社区使用了几十年。直觉上，相干和退相干的定义应该是同一枚硬币的两面。因此，一个自然的问题是：传统的退相干过程，如冯诺依曼-吕德斯（投影）测量假设或部分退相通道，如何适应最近建立的理论框架的更大的图片？在这里，我们表明，作为真正的非相干操作（GIO）的特殊情况下，冯诺依曼或Lüders型测量的状态崩溃规则与量子相干性的资源理论是一致的。新的层次措施的一致性提出了Lüders型测量和测量依赖的不和谐的关系得到解决。此外，利用$C^\ast$ -代数的不动点理论，我们证明了GIO确实代表了一种特殊类型的部分失相（相位阻尼）信道，它具有基于Schur积的矩阵表示。利用Stinespring膨胀定理，详细研究了非相干运算的物理实现，发现GIO实际上构成了严格非相干运算（SIO）和一般非相干运算（IO）的核心，并且由GIO引出的不可言说的相干概念可以通过相应的置换或重标记算子转化为可言说的相干理论.
2017-11-17 quant-ph
Ordering states with various coherence measures
量子相干性是量子物理中最重要的理论之一。用各种相干测度对态进行排序是相干量子化理论中一个有趣的课题。本文利用相干性的$l_1$范数、相干性的相对熵、相干性的几何测度和相干性的修正迹距测度这四种重要的相干性测度来研究这个问题。我们表明，这些措施的每一对给不同的排序量子态时，$d\geq 3$。然而，对于单量子比特状态，相干性的$l_1$范数和几何相干性提供相同的排序。我们还证明了相干性的相对熵和几何相干性对单比特态给出了不同的排序。然后部分回答了[Quantum Inf. Process. 15，4189（2016）]是否所有相干性度量给出了不同的状态排序。
2018-03-07 quant-ph
Characterizing the Gaussian coherence-breaking channel and its property with assistant entanglement inputs
本文给出了任意$n$模高斯相干破缺信道（GCBC）的特征，并给出了GCBC与任意α高斯信道的张量积将所有输入态映射为乘积态.给出了GCBCs、高斯正部分转置通道（GPPTC）、纠缠破缺通道（GEBC）和高斯经典量子信道（GCQC）之间的包含关系。最后，我们证明了高斯经典（$χ$ -）容量的张量积的GCBCs和任意高斯信道是可加的。
2018-01-09 quant-ph
Anisotropic Spatial Entanglement
自发参量下转换产生的光子对在横向位置和动量自由度上具有很强的相关性。对于这样的光子对，横向位置相关长度取决于晶体厚度和泵浦波长，而横向动量相关长度取决于束腰和泵浦的空间相干长度。通过控制这些参数，有可能设计空间纠缠。在这里，我们利用泵浦的圆形不对称性，通过使用椭圆高斯光束来改变横向纠缠的程度，我们称之为各向异性纠缠。我们显示的各向异性纠缠度和光束宽度的不对称性之间的相互关系。此外，我们还表明，对于一个高度不对称的泵浦光束，沿y方向的纠缠完全消失，而在x方向的纠缠保持不变。
2022-07-08 quant-ph
Markovian heat engine boosted by quantum coherence
Centre for Bioinformatics and Photonics—CIBioFi（生物信息学与光子学中心）；Departamento de Física, Universidad del Valle（国立谷大学物理系）；Department of Physics, University of Oslo（奥斯陆大学物理系）
该研究通过量子相干性提升单量子比特马尔可夫热机效率，利用振幅阻尼增强工作输出，同时通过违反莱格特-格尔温不等式证明其非经典性质。
2026-03-06 quant-ph
Coherence based inequality for the discrimination of three-qubit GHZ and W class
量子相干性和纠缠起源于叠加原理。我们推导出一个严格的关系之间的${l_1}$规范的一致性和并发性，我们表明，前者总是大于后者。这一结果突出了连贯性和并发性之间的层次关系，并证明连贯性是一个基本的和普遍存在的资源。基于一类特殊的三量子比特态的约化双量子比特和约化单量子比特的部分相干性，我们导出了一夫一妻不等式的类似形式。此外，我们还给出了基于相干性的三比特GHZ类和W类态的分类不等式。最后，我们提供了理论上的讨论，在实验中的方案的可能实施。
2021-05-07 quant-ph
Teleportation of quantum coherence
本文研究量子相干的隐形传态，证明部分已知量子比特可用一比特经典通信和最大纠缠态完美传送相干，并发现用可分离 Werner 态也能传送非零相干，表明相干传送不一定需要纠缠。
2023-11-01 quant-ph
Coherence as a Unit Resource for Quantum Error Correction
在本文中，我们研究了一个纠错协议，具体推导出其纠错性能的基本单位的一致性。整个协议从开始到结束都是使用非相干性增加操作来执行的，导致输入相干性的消耗，因此如果希望再次执行协议，则需要更多的量子资源。我们表明，即使当输入量子资源只有1个相干量子位时，也可以获得对相位翻转错误的部分保护，并且这可以扩展到以6个辅助相干量子位作为输入来保护任意量子位错误。提出的工作加强了一个单一的单位的一致性的业务解释，提供了一个有用的信息理论的任务，可以执行时，这种基本单位的一致性。
2017-04-25 quant-ph
Coherent tunneling and quantum coherence oscillations at the atomic level
利用含时薛定谔方程和准经典哈密顿方法研究了扫描隧道显微镜表面-针尖结中原子的量子波包的演化。估计关注的是一个双阱结势偏置的双原子。精确的处理表明，亚稳态基态的量子相干性振荡可能发生在偏置电压的特定谐振值处。在准经典框架下研究了部分局域化对退相干的影响。
2008-02-20 quant-ph
Quantum Coherence Sets The Quantum Speed Limit For Mixed States
我们将可观测的量子相干性或非对称性作为一种资源来控制幺正演化的量子速度极限。对于非幺正演化，QSL依赖于系统和环境的状态。我们表明，产品的时间约束和相干性（不对称性）或量子部分的不确定性的行为下的部分消除和经典混合状态的几何方式。这些关系为量子速度极限提供了新的见解。我们还表明，我们的界限是实验可测的，比文献中现有的各种界限更紧。
2015-12-10 quant-ph
Clausius inequality versus quantum coherence
在这项研究中，我们模型的谐振子，进入干涉仪部分耦合到热浴的振荡场采用布朗型Lindblad主方程。更具体地说，我们调查的动力学和在不同温度下的系统的热力学量的变化。我们认识到，虽然系统可以保持相干在其与热浴在低温极限的相互作用，系统的熵产生违反克劳修斯不等式。此外，我们认为，系统的相干性是这种违反的来源，而不是系统的纠缠度，如以前的研究报告。
2019-06-26 quant-ph
Experimental demonstration of superresolution of partially coherent light sources using parity sorting
基于量子精密测量的分析表明，通过使用模式分选可以显著增强定位两个非相干点源的位置的能力。在这里，我们从理论和实验上研究了部分相干性对基于奇偶排序的两个源的亚衍射极限局域化的影响。在相干度为负且为实值的先验信息下，得到了比非相干情况更高的Fisher信息。我们的结果铺平了道路，以澄清量子限制计量学中的相干性的作用。
2021-03-18 physics.optics quant-ph
Partial-coherence weak measurement of polarization qubits with a temporal pointer: theory and experiment
Département de physique et d’astronomie, Université de Moncton（蒙克顿大学物理与天文系）；Department of Astronomy & Physics, Saint Mary’s University（圣玛丽大学天文与物理系）
本文提出基于时间指针的偏振量子比特部分相干弱测量理论，推导后选择时间位移闭式表达式，实验验证其在部分相干脉冲系统中可定量实现，为弱值表征提供了新方法。
2026-10-14 physics.optics quant-ph
Superresolution picks entanglement over coherence
光的基波特性对实现空间分离点光源的超分辨具有重要作用。研究表明，光的（部分）相干性是光在实际传播中不可避免的特性，它对测量精度有害，从而阻碍了超分辨的实现。在这里，我们研究的另一个基本特征，纠缠，对超分辨率的质量的定量影响，并比较它与相干。单参数和双参数估计进行了详细分析。令人惊讶的是，相反的相干性，它被发现，超分辨率测量精度（在费舍尔信息方面）可以提高纠缠量的增加。更重要的是，我们的分析表明，非零纠缠总是保证非零的Fisher信息。因此，虽然相干性是不需要的，但纠缠是超分辨的有利特征。
2023-02-09 physics.optics quant-ph
