Computable Measures for the Entanglement of Indistinguishable Particles
我们讨论粒子纠缠系统的不可区分的玻色子和费米子，在有限的希尔伯特空间，重点是量子相关的操作措施。我们展示了如何使用冯诺伊曼熵，负性和纠缠证人在这些情况下，证明有趣的关系。我们得到了具有一定对称性的齐次D维哈密顿模型中量子关联的量化解析表达式。
2012-11-08 quant-ph
Sufficient bound on the mode mismatch of single photons for scalability of the boson sampling computer
Aaronson和Arkhipov提出的玻色子采样器是一种非通用的量子计算机，可以作为反对扩展的Church-Turing命题的证据。它在线性幺正光网络的输出端对概率分布进行采样，输入端是不可分辨的单光子。四个实验小组已经用最多四个光子测试了他们的小规模原型。只有几十个单光子的玻色子采样器被认为很难在经典计算机上模拟。对于一个现实的玻色子采样器的可扩展性与当前的技术，它是必要的，知道光子模式失配对其操作的影响。本文分析了玻色子取样器的非确定性模型，该模型采用由相同源发射的部分不可分辨的单光子。得到了单光子平均互保真度$ \langle \mathcal{F}\rangle$的一个充分条件，保证了真实玻色子采样器优于经典计算机。此外，当单光子模式失配$1-\langle \mathcal{F}\rangle$缩放为$ \mathcal{O}(N^{-3/2})$与光子总数$N$时，具有部分不可区分的单光子的玻色子采样器计算机是可缩放的，同时超出了经典计算机的能力。
2014-12-02 quant-ph
Boson-sampling with photons of arbitrary spectral structure
玻色子采样作为实现光学量子计算的一个子集的简化方法引起了人们极大的兴趣。玻色子采样需要不可分辨的光子，但比通用光学量子计算架构少得多。实际上，光子从来都不是不可分辨的，并且表现出丰富的光谱结构。在这里，我们考虑的操作玻色子采样与任意光谱结构的光子和相关的设备的采样统计矩阵永久。这揭示了光子的光谱特性的不同制度的计算复杂性，并提供了非常一般的结果，在存在部分可区分的光子的线性光学干涉仪的操作。我们的结果适用于光谱分辨和非光谱分辨探测器的情况。
2014-10-15 quant-ph
Quantum Correlations in Systems of Indistinguishable Particles
我们讨论了不可区分粒子系统中的量子关联与由分离良好的子系统组成的复合量子系统中的纠缠的关系。我们的研究是由最近的实验和理论研究的量子点和中性原子的微陷阱作为量子信息处理的工具。我们提出了可区分的粒子，玻色子和费米子在低维希尔伯特空间之间的类比。我们引进的概念，斯莱特秩的纯态对费米子和玻色子类比施密特秩对可区分的粒子。这个概念被推广到混合态，并提供了一个不可区分的粒子的相关措施。然后，我们将这些概念推广到高维希尔伯特空间中的纯费米子态和玻色子态，以及多粒子的情况。我们回顾了混合费米子态的量子关联的结果，并讨论了费米子Slater见证人的概念。在此基础上，建立了混合玻色子态的量子关联理论和玻色子Slater见证理论。在这两种情况下，我们提供的方法来构建最佳斯莱特证人，检测混合费米子和玻色子态的量子相关性的程度。
2002-03-14 cond-mat quant-ph
Tight bound on trace distance between a realistic device with partially indistinguishable bosons and the ideal Boson Sampling
研究了在任意混合输入状态下，只有部分不可分辨玻色子的实验幺正玻色子网络与理想玻色子网络的接近性，特别是玻色子采样的实验实现，其中两个网络的接近性度量是输出概率分布之间的迹距离.证明了到理想玻色子网络的迹距离的上界，以及输出配置的概率之间的差异的上界。此外，迹距离的上界是紧的，只要物理上透明的可并行性猜想是正确的。对于一个小的可扩展性误差，它示出了一个现实的设备与$N$玻色子是在一个恒定的跟踪距离下的$O(N^{-1})$缩放的玻色子的内部状态的失配的理想玻色子采样。
2015-05-21 cond-mat.stat-mech cs.CC quant-ph
Entanglement Witnesses for Indistinguishable Particles
研究了不可分辨粒子间纠缠的见证问题。为此，我们导出了一组方程，从而得出了探测任意玻色子或费米子系统之间的多体纠缠的充分必要条件。这些方程的解决方案产生的最佳纠缠证人的部分和完全纠缠的离散和连续变量系统的建设。我们的方法统一了可区分和不可区分粒子的纠缠验证。我们对某些观测量提供了一般解，以研究噪声环境中不同量子统计系统中的量子纠缠。
2015-04-21 quant-ph
Real-Field Hong-Ou-Mandel Interference of Indistinguishable Coherent Photons via Long Optical Injection-Locking over 50 km Fiber
本文提出长距离光注入锁定技术，在50公里光纤实场中实现独立相干光子的频率锁定，获得48(2)%可见度的HOM干涉，为无中继MDI-QKD提供可行方案。
2025-02-07 physics.optics quant-ph
Spatial and particle-particle entanglement in 1D quantum walks of two distinguishable or indistinguishable bosonic particles
University of California, Merced（加州大学默塞德分校）
通过Hubbard哈密顿量下的连续时间量子行走，研究两个可区分或不可区分玻色子粒子在空间分离区域和粒子之间的纠缠度量，分析不同初始态下纠缠的增长及长时极限随在位排斥的非单调变化。
2026-06-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Capacities of noiseless quantum channels for massive indistinguishable particles: Bosons vs. fermions
我们考虑通过无噪声的量子信道的信息传输，其中信息被编码成质量不可区分的粒子：玻色子或费米子。我们研究粒子不相互作用的情况。编码输入状态服从一组物理激励的能量和粒子数的平均值的约束。在这种情况下，经典和量子容量的确定都归结为熵的约束最大化。在非相互作用玻色子的情况下，可以观察到玻色-爱因斯坦凝聚的特征。这些考虑的一个主要动机是比较携带玻色子的通道与携带费米子的通道的信息承载能力。我们分析表明，费米子一般提供更高的通道容量，即，与玻色子相比，它们更适合于传输比特以及量子比特。这适用于大范围的幂律势，并适用于中高温。数值模拟似乎表明，该结果适用于所有温度。此外，我们考虑的三维盒和谐波陷阱的低温行为，我们再次表明，费米子的容量是高于玻色子的足够低的温度。
2007-03-28 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum simulation of partially distinguishable boson sampling
玻色子采样是从与输入到线性干涉仪中的不可区分的单光子的集合相同的输出概率分布中采样的问题。它已被证明，在一定的计算复杂度的前提下，一般的问题是很难解决的经典，激发光学实验，旨在证明量子计算的“至高无上”。这类实验面临着许多挑战，包括产生难以区分的单光子。我们提供了一个量子线路，可以模拟具有任意可区分粒子的玻色子采样。这清楚地说明了在标准量子线路模型中，可分辨性如何导致退相干，从而获得了深入的了解。该电路的核心是量子舒尔变换，它是从表示论方法到第一次量子化中可区分粒子的物理学。该技术是相当普遍的，并有应用超出玻色子采样。
2018-03-09 quant-ph
Dynamics of spatially indistinguishable particles and entanglement protection
我们提供了一个一般的框架，它允许一个获得的动态$N$ noninteracting空间不可区分的粒子局部耦合到分离的环境。该方法是通用的，适用于玻色子和费米子以及任何类型的系统-环境相互作用。然后，它被应用于研究两个相同的量子比特在范式马尔可夫噪声，如相位阻尼，去极化和振幅阻尼的动力学。我们发现，相同量子比特的空间不变性是系统的一个可控的内在属性，它保护了量子纠缠免受有害噪声的影响。
2020-08-17 quant-ph
On the classical complexity of sampling from quantum interference of indistinguishable bosons
实验证明的量子优势与经典模拟玻色子采样目前正在深入调查。线性光学平台和实验上所需的玻色子数量似乎存在可扩展性问题，例如H.~最近在$60$端口干涉仪上使用$20$光子进行的玻色子采样。Wang~ \textit{et al}，\textit{Phys. Rev. Lett.} \textbf{123,} 250503（2019），通常在小干涉仪上进行，比无碰撞状态所需的尺寸小得多。在证明量子优势之前，迫切需要准确估计当使用较小尺寸的干涉仪时，如何减少从玻色子采样的输出分布进行采样所需的经典计算。目前的工作提供了这样一个结果，有效的任意接近$1$的概率，这减少了在无碰撞制度，以前的估计由P。Clifford和R.~克利福德直接应用于当前玻色子采样实验的结果之一是，在$M$端口干涉仪上从$N$单玻色子的干涉进行经典采样至少与在无碰撞区域中使用$\mathcal{N}= \frac{N}{1+N/M}$单玻色子一样困难，即，在具有至少$\mathcal{M}\gg N^2$端口的大得多的干涉仪上。
2021-09-03 cs.DS quant-ph
Enhanced energy transfer to an optomechanical piston from indistinguishable photons
涉及气体和活塞的思想实验，如麦克斯韦的恶魔和吉布斯的混合，是我们理解热力学的核心。在这里，我们提出了一个量子热力学的思想实验中，能量转移从两个光子气体的活塞膜的增长与光子数的平方不可区分的气体，而线性可区分的气体。这种玻色聚束的特征可以在光学机械实验中观察到，突出了这些系统在量子领域实现热力学思想实验的潜力。
2020-06-05 quant-ph
Emergence of super-Poissonian light from indistinguishable single-photon emitters
光学干涉是现代物理学中的一个重要资源。在单个原子和光子的尺度上，这是一个不同的概念，导致不同的相干现象。我们提出的实验表征的相干和统计特性的光从合奏的被困离子增加了一些贡献的相位不相干的独立的原子粒子范围从一个到几百个。它最终证明了超泊松量子统计如何非平凡地纯粹从有限数量的不可区分的单光子发射器在一个单一的检测模式的限制。实现新的光发射制度，其中这些独立的原子有助于相干的超泊松统计提供了一个新的视角出现在原子尺度上的光学相干性，并构成了一个独特的工具箱，其产生和控制在最微观的水平。
2022-09-20 physics.atom-ph quant-ph
Classically simulating near-term partially-distinguishable and lossy boson sampling
玻色子采样是从线性光学干涉仪输出的不可分辨的单光子的相同分布中采样的问题。这是一个非通用量子计算的例子，被认为在短期内是可行的，不能在经典机器上模拟。像所有声称的“量子霸权”的演示一样，这促使优化经典模拟方案以实现问题的现实模型，在这种情况下，当实现遇到丢失或可区分的光子时，玻色子采样。虽然目前的模拟方案充分不完美玻色子采样是经典的有效性，原则上多项式运行时间可能是不切实际的大。在这项工作中，我们开发了一个方案的经典模拟玻色子采样均匀的可分辨性和损失的基础上，从分布的采样的想法，其中最多k个光子是不可区分的。我们表明，渐近此方案可以提供一个多项式的改进，在运行时相比，经典模拟理想玻色子采样。更重要的是，我们表明，在该制度认为实验相关的，我们的方法给出了一个显着的改善，在运行时间比其他经典的模拟方法。
2019-06-28 quant-ph
Quantum correlations in continuos-time quantum walks of two indistinguishable particles
本文研究了在周期性边界条件下的一维环形晶格中，两个费米子（玻色子）在连续时间量子行走下的量子关联度。在我们的方法中，没有考虑粒子间的相互作用。我们表明，由于交换对称性的干扰效应可以导致非经典相关的外观。粒子的量子统计、边界条件和系统的划分对量子关联的出现所起的作用得到了广泛的研究。在模拟一维连续空间结构中两个不可区分粒子的弹道演化的模型中，也研究了量子关联。我们的结果是一致的，最近的量子光学和电子量子光学实验中出现的两个粒子的非经典关联已被观察到，即使在没有相互作用的粒子之间。
2012-02-28 quant-ph
Indistinguishability in general probabilistic theories
本文通过传统GPT框架和过程理论图解框架两种途径研究一般概率理论中的不可区分粒子，利用对称态轨道以及双积完备化与Karoubi包络分解对称化状态空间，并在量子理论中恢复玻色子和费米子。
2024-12-30 quant-ph
Discerning "indistinguishable" quantum systems
在最近的一系列论文中，西蒙·桑德斯（Simon Saunders）、弗雷德·穆勒（Fred Muller）和迈克尔·西温克（Michael Seevinck）共同反对量子力学的民间哲学，认为在量子力学中支持莱布尼茨的不可否认的同一性原理的某些非平凡版本。他们认为，所有的粒子--费米子、准粒子、任意子，甚至玻色子--都可能被某种物理关系微弱地分辨出来。在这里，我表明，他们的论点，使非法呼吁非对称，即置换非不变量，因此，他们的结论不通过。然而，我表明，替代，对称量可以找到做所需的工作。我的结论是，桑德斯-穆勒-西温克的异端学说终究是可以挽救的。
2014-08-31 quant-ph
Coherence in Cooperative Photon Emission from Indistinguishable Quantum Emitters
原子系统之间的光子介导的相互作用可以通过耦合到共同的电磁模式或通过量子干涉来产生。在这里，我们探讨的作用，在合作发射所产生的两个遥远的，但无法区分的固态发射器，因为路径擦除的相干性。合作发射的主要特征是在强度相关实验中出现零延迟的“聚束”，它被用来证明发射器的不可分辨性、它们的失相以及可以相干控制的联合系统中的相关程度。与一对不相关的发射体完全不同，在Hong-Ou-Mandel型干涉测量中，我们观察到来自一对不可区分的发射体的光子统计，类似于来自衰减激光的弱相干态。我们的实验建立了使用完整的量子光学工具箱来控制和表征物质量子比特之间的合作行为的技术，这是实现大规模量子光子网络的关键一步。
2022-03-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Statistical Enhancement of the Collective Performance of Multiple Bosonic Engines
我们考虑一个不可区分的量子机器的合奏，并表明量子统计效应可以引起一个真正的量子增强集体热力学性能。当多个不可区分的玻色子功资源耦合到外部系统时，外部系统的内能变化表现出由系综中的排列对称性引起的增强，这在后者由可区分的功资源组成时是不存在的。
2020-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Screening nuclear field fluctuations in quantum dots for indistinguishable photon generation
半导体量子点可以产生高度相干且不可分辨的单光子。然而，本征半导体退相机制可以降低双光子干涉的可见性。对于量子点中的电子，一个基本的退相过程是与核自旋浴的超精细相互作用。在这里，我们直接探讨的结果波动的核自旋的弹性和非弹性散射光子谱从一个单一的点居民电子。我们发现，核自旋涨落导致失谐拉曼散射光子，这是区别于弹性和非相干成分的共振荧光。这大大降低了双光子干涉的可见性。然而，我们证明了核自旋噪声的成功筛选，使相干单光子，表现出高可见度的双光子干涉的产生。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hong-Ou-Mandel interference of more than 10 indistinguishable atoms
Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)（德国航空航天中心）；Instituto Nazionale di Ottica, Consiglio Nazionale delle Ricerche (INO-CNR)（意大利国家光学研究所，国家研究委员会）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）
本文在低损耗原子系统中实现了多达12个不可区分中性原子的Hong-Ou-Mandel干涉，通过单粒子计数揭示了奇偶振荡、聚束包络和真正的多体纠缠，为量子信息和海森堡极限原子干涉测量提供了可扩展方案。
2026-06-04 quant-ph
Demonstrating quantum contextuality of indistinguishable particles by a single family of noncontextuality inequalities
量子理论有一个有趣的特征，它与非上下文隐变量模型不一致，因为在非上下文隐变量模型中，测量的结果不依赖于同时进行的其他兼容测量。虽然已经建立了量子系统的这种背景行为的各种证据，但对于无法区分的粒子证明这种有趣特征的可能性，我们知之甚少。在这里，我们以一种简单而系统的方式表明，仅使用投影测量，就可以证明任意希尔伯特空间维度的这种系统的量子上下文性，包括对应于量子比特的系统。我们的证明不仅适用于单个费米子，也适用于多个费米子，因此也适用于由偶数个费米子组成的复合玻色子。此外，我们的方法给出了一个明确的示范互补性和上下文，量子理论的两个看似无关的方面之间的密切联系。
2015-03-27 quant-ph
Interference of Identical Particles from Entanglement to Boson-Sampling
在多体态的可靠制备、相干传播和有效探测方面的进展，最近使许多全同粒子的集体量子现象成为人们关注的焦点。本教程介绍了多玻色子和多费米子干涉的物理描述当前的实验和新的方法来量子计算的理解。该领域的动机是通过两个粒子的情况下，不相关的，经典动力学的可区分的粒子相比，量子行为相同的玻色子和费米子。玻色子的聚束与费米子的反聚束相反，而这两种粒子构成了两体两能级纠缠的等价源。不可区分和可区分粒子的领域通过单调过渡连接，其尺度由干涉粒子的相干长度定义。当我们转向更大的系统时，任何试图通过两粒子范式来理解许多粒子的尝试都失败了：与两粒子聚束和反聚束相反，玻色子和费米子可以表现出相同的特征，并且相干效应主导了统计行为。多玻色子干涉的模拟称为玻色子采样，与费米子相比，它的计算复杂度在质量上更高。玻色子和费米子之间的等级也是多体纠缠产生的特征，玻色子再次明显优于费米子。最后，在许多不可区分和许多可区分粒子之间的量子到经典跃迁具有非单调结构。虽然相同的物理原理支配着小型和大型系统，但集体多体干涉的内在复杂性的部署使更多的粒子行为不同。
2014-05-08 quant-ph
Large-scale integration of near-indistinguishable artificial atoms in hybrid photonic circuits
开发量子计算机和远程量子网络的一个核心挑战在于在许多可单独控制的量子比特之间分配纠缠。钻石中的颜色中心已经成为领先的固态“人造原子”量子比特，能够按需远程纠缠，相干控制超过10个具有分钟长相干时间的辅助量子比特，以及增强记忆的量子通信。关键的下一步是将大量的人造原子与光子结构集成，以实现大规模的量子信息处理系统。到目前为止，这些努力一直受到量子位不均匀性，低器件产量和复杂器件要求的阻碍。在这里，我们介绍了一个高产量的异质集成的“量子微芯片”（QMCs）-金刚石波导阵列含有高度相干的颜色中心-与氮化铝（AlN）的光子集成电路（PIC）的过程。我们的工艺能够在PIC中开发72通道无缺陷锗空位（GeV）和硅空位（SiV）色心阵列。光致发光光谱揭示了GeV（SiV）发射体的54 MHz（146 MHz）的长期稳定和窄的平均光学线宽，接近32 MHz（93 MHz）的寿命限制线宽。此外，单个量子位中的不均匀性可以通过超过100 GHz的光频率的集成调谐来原位补偿。将大量几乎不可区分的人造原子组装成相位稳定的PIC的能力为多路复用量子中继器和通用量子计算机提供了一种架构。
2019-11-13 quant-ph
Phase-locked indistinguishable photons with synthesized waveforms from a solid-state source
在海特勒制度的共振荧光提供了访问单光子的相干性远远超出傅里叶变换极限的过渡，并持有的承诺，以规避环境引起的失相常见的所有固态系统。在这里，我们表明，相干产生的单光子从一个单一的自组装InAs量子点显示与激发激光的时间尺度超过3秒的相互相干。利用这种程度的相互相干性，我们合成近任意的相干光子波形的激发激光场的形状。与发射后滤波相比，我们的技术避免了所有合成波形的光子损失和单光子性质的退化。通过设计单光子的脉冲波形，我们进一步证明了由同一激光场相干产生的单独光子从根本上是不可区分的，从而通过量子干涉产生遥远的纠缠。
2013-03-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
On Nonlinear Bosonic Coherent States
非线性相干态是量子技术的一个有趣的资源。在这里，我们研究的单玻色子非线性相干态的一些关键特性，这是理论上构造的湮没算符的本征态和实验上实现的囚禁激光驱动离子的定态。我们表明，这种状态的相干性和最小的不确定性属性被打破的Lamb-Dicke参数的值对应的拉盖尔多项式的根，进入其明确的表达。对多玻色子非线性相干态的情况也进行了讨论。
2011-12-30 quant-ph
Indistinguishable photons from the resonance fluorescence of a single quantum dot in a microcavity
我们展示了纯共振连续波光激光激发相干制备一个高品质的柱微腔内的单个半导体量子点（QD）的激子态。作为量子点共振荧光的直接证据，在增加的泵浦功率下观察到从单个发射线到特征Mollow三重态10的演变。通过控制利用发射器和基本腔模式之间的弱耦合，通过Purcell增强的辐射衰减，实现了对纯退相的强烈抑制，这反映了接近傅立叶变换限制和高度不可分辨的光子，可见度对比度为90%。我们的实验揭示了耦合量子点微腔系统作为一个有前途的来源，在量子极限的理想光子的产生模型的字符。从技术的角度来看，垂直腔对称性（具有可选的动态可调谐性）提供了强定向光发射，这对于未来的集成发射器器件来说是非常理想的。
2009-02-20 quant-ph
Coherent states of composite bosons
本文系统地分析了由两个可分辨粒子组成的复合玻色子的相干态。通过定义一个有效复合玻色子（coboson）湮灭算符，导出了它的本征态和交换子。根据组成复合粒子的基本粒子，我们通过典型的非经典性措施，如正交方差和曼德尔的Q参数来衡量本征态和传统相干态之间的相似性。此外，我们表明，本征态的coboson湮没运营商是有用的估计的coboson数运营商的最大本征值。
2013-12-05 quant-ph
On-demand indistinguishable single photons from an efficient and pure source based on a Rydberg ensemble
单光子耦合到原子系统已被证明是开发量子技术的一个有前途的平台。然而，缺乏与原子平台兼容的明亮的按需，高纯和高度不可分辨的单光子源。在这项工作中，我们证明了这样一个源的基础上强相互作用的里德伯系统。阻塞里德堡系综中的大的光学非线性将相干光转换成单个集体激发，其可以作为量子场被相干地恢复。我们观察到一个单横模效率高达0.18（2），$g^{(2)}=2.0(1.5)\times10^{-4}$，和不可逆性为0.982（7），使该系统有望为可扩展的量子信息应用。考虑到损失，我们推断生成概率高达0.40（4）。此外，我们研究了污染物里德堡激发对源效率的影响。最后，我们引入指标来衡量按需单光子源的性能。
2020-03-04 physics.atom-ph quant-ph
Coherent quantum effects through dispersive bosonic media
研究了玻色场模介导的两原子量子比特的相干演化。通过假设一个特定的编码的量子态在两个原子的内部水平，我们表明，纠缠量子门可以实现，具有高保真度，即使当大量的调解模式参与。还详细考虑了损失和缺陷对闸门运行的影响。
2010-04-24 quant-ph
Fermions are fundamentally more nonlocal than Bosons
University of Geneva（日内瓦大学）；Inria, CPHT, LIX, CNRS, Ecole polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（法国国家信息与自动化研究所，CPHT，LIX，CNRS，巴黎综合理工学院，巴黎理工学院）；School of Mathematics, Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)（基础科学研究所数学学院）；Dipartimento di Fisica dell’Università di Pavia（帕维亚大学物理系）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universität Berlin（达勒姆复杂量子系统中心，柏林自由大学）
通过量子网络传输的不可区分费米子能产生比可区分粒子或不可区分玻色子更强的关联，证明费米子本质上更非局域，并引入费米子反交换和不可区分性作为操作资源。
2026-06-11 quant-ph
Indistinguishable entangled fermions: basics and future challenges
在由相同粒子组成的系统中的纠缠的研究提出了有趣的挑战，具有深远的影响，在这两个，我们的基本理解的复合量子系统的物理，以及我们的能力，利用量子不可逆性作为一种资源，在量子信息理论。在过去的几十年里，令人印象深刻的理论和实验进展使我们更接近更深的理解和更好的控制纠缠。然而，当它涉及到不可区分的量子系统的复合物时，纠缠的含义及其表征仍然存在争议，并且缺乏广泛接受的定义。本文的目的是介绍，在一个访问和自足的论述，背后的基本思想的方法之一，先进的建设一个连贯的定义纠缠系统的不可区分的粒子，重点是费米子系统。我们还询问是否可以利用在相同的费米子系统中的纠缠研究开发的相应的工具时，分析相关的可交换的一方系统，其中的各个部分的完整信息是不可用的。此外，我们打开了讨论更广泛的问题，构建一个合适的框架，容纳纠缠存在的广义统计。
2023-03-30 quant-ph
Generation of large-amplitude coherent-state superposition via ancilla-assisted photon-subtraction
我们提出并证明了一种新的方法来产生一个大幅度的相干态叠加（CSS）通过辅助光子减法。辅助模式诱导不可区分过程的量子干涉，拓宽了条件输出处量子叠加的可控性。我们在时域中通过一个简单的时间分离的连续压缩光的双光子相减来证明这个概念。我们观察到了有史以来最大的CSS，没有任何修正，这将使各种量子信息应用与CSS状态。
2008-12-05 quant-ph
Dynamics of Open Bosonic Quantum Systems in Coherent State Representation
我们从一个替代标准主方程或量子轨迹方法的角度考虑开放玻色子量子系统的退相干和弛豫问题。我们的方法是基于在相干态表示的观测值的期望值的动态。我们研究了一个量子非线性振子的密度-密度相互作用与环境振荡器在有限温度下的集合的模型。我们推导出的精确解的动态观测，并证明了一致的扰动方法。
2006-01-10 quant-ph
Local extraction of EPR entanglement from classical systems
具有大振幅的相干态传统上被认为是经典行为的最佳量子力学近似。在这里，我们认为，远离经典，相干态实际上是高度纠缠的。我们证明了这一点，表明在相干态的不可分辨的玻色子的一般系统可以用来纠缠，通过本地相互作用，两个空间上分离和可区分的非相互作用的量子系统。纠缠也可以以同样的方式从数态或它们的任何其他非平凡叠加中提取出来。
2006-06-28 quant-ph
Pseudo-Boson Coherent and Fock States
引入非厄米系统的相干态作为赝厄米玻色子湮灭算符的本征态。这些CS的集合包括两个子集，形成双归一化和双过完备状态系统。子集由两个互补的降低伪厄米玻色子运营商的本征态。以单参数的伪玻色子阶梯算符为例，给出了显式构造。两个互补数算符的本征态的波函数，形成一个双正交Fock态系统，被发现正比于新的多项式，这是双正交的，可以被看作是标准Hermite多项式的推广。
2009-02-21 quant-ph
Spin-controlled generation of indistinguishable and distinguishable photons from silicon vacancy centres in silicon carbide
结合了不可区分的光子产生和基于自旋的量子信息处理的量子系统对于远程量子应用和网络至关重要。然而，在可扩展平台中识别合适的系统仍然是一个挑战。在这里，我们研究了碳化硅中的硅空位中心，并通过相干自旋操纵展示了不可区分和可区分光子的受控发射。利用强非共振激发和从超稳定零声子线光学跃迁中收集光子，我们在Hong-Ou-Mandel型实验中显示了接近90%的双光子干涉对比度。此外，我们利用系统的亲密的自旋光子的关系，自旋控制连续发射的光子的颜色和不可分辨性。我们的研究结果提供了深入了解系统的自旋-声子-光子物理，并强调了工业兼容的碳化硅平台基于测量的纠缠分布和光子簇状态生成的潜力。基于最近证明的耦合的单个核自旋的量子寄存器的额外耦合将进一步允许高级网络相关的量子信息处理，例如纠错和纠缠纯化。
2020-01-10 quant-ph
Discontinuities in driven spin-boson systems due to coherent destruction of tunneling: breakdown of the Floquet-Gibbs distribution
我们表明，一个耗散的交流驱动的两能级系统的定态的概率分布表现出不连续性，即跳跃，在相干破坏隧穿发生的参数。这些不连续性可以被观察到作为在莫洛三重态的发射跳跃。跳跃的过渡率，我们计算的数值和分析的基础上长期Floquet-Redfield形式主义的不连续性的后果。
2019-03-01 quant-ph
Coherent states for quantum systems with a trilinear boson Hamiltonian
我们引入了一组相干态，这些相干态与由三线性玻色子哈密顿量控制的量子系统相关联。这些态是由非幺正位移算符作用于参考态而产生的，可以等价地由一些本征值方程定义。在相互作用过程的第一个瞬间，初始处于参考态的系统将演化为相干态。讨论了相干态的一些性质。特别是，决议的身份推导和相关的解析表示在复平面上开发。结果表明，该解析表示与基于泵浦模的Glauber相干态和基于信号-闲频系统的SU（1，1）Perelomov相干态的双重表示相一致。研究了场模间的纠缠和相干态的光子统计。考虑了相干态与三线性哈密顿量引起的长时间演化之间的联系。
1996-08-14 quant-ph
Highly indistinguishable on-demand resonance fluorescence photons from a deterministic quantum dot micropillar device with 75 $\%$ extraction efficiency
明亮且相干的固态量子光源的实现和工程化是实现片上和远程量子网络的关键。尽管15年多来付出了巨大的努力，但将这两个关键先决条件结合在一个具有潜在可扩展性的设备中仍然是一个重大挑战。在这里，我们报告的观察明亮和相干的单光子发射产生的脉冲，共振荧光条件下从一个单一的量子点（QD）确定性地集中在微柱腔器件通过低温光学光刻。QD荧光的亮度在与柱的基模共振时大大增强，导致$η=(74\pm4)~\%$的总体器件效率对于与$g^{(2)}(0)=0.0092\pm0.0004$一样纯的单光子发射。大的Purcell增强和共振泵浦条件的结合使我们能够观察到双光子波包重叠高达$ν=(88\pm3)~\%$
2015-12-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
NOON states from cavity-enhanced down-conversion: High quality and super-resolution
不可分辨光子在量子光信息技术中起着关键作用。我们利用多粒子层析术描述了超亮光子对源的输出[R。B. A.亚当森等人，物理修订信函98，043601（2007）]，并分别识别相干误差、退相干和可重复性。我们证明了高质量的不可区分的对和偏振NOON状态的产生与99%的保真度，一个理想的NOON状态。使用NOON状态，我们执行具有90%可见度的超分辨角度测量。
2009-11-27 quant-ph
Boson sampling with displaced single-photon Fock states versus single-photon-added coherent states---The quantum-classical divide and computational-complexity transitions in linear optics
玻色子采样是一种特殊的量子计算，很难在经典计算机上有效实现。该任务是采样的线性光学干涉网络的输出光子数分布，这是与单光子Fock态输入馈给。已经提出的一个问题是，与光的任何其他输入量子态（除了Fock态）相关联的采样问题和合适的输出检测策略是否也具有与玻色子采样类似的计算复杂度。我们考虑通过位移操作不同于Fock态的态，即位移Fock态和加光子相干态。很容易证明，与位移单光子Fock态和位移光子数探测方案相关的采样问题与所有位移值的玻色子采样具有相同的复杂性。另一方面，我们表明，与单光子增加相干态和相同的位移光子数检测方案相关的采样问题表现出计算复杂性的转变。当输入相干振幅足够小时，它从与玻色子采样一样困难过渡到在大相干振幅的限制下的经典可模拟问题。
2015-02-27 quant-ph
Bounding the outcome of a two-photon interference measurement using weak coherent states
在分束器处的两个光子的干涉是许多量子光子技术的核心，例如量子密钥分发或线性光学量子计算。观察高可见度干涉是具有挑战性的，因为难以实现不可区分的单光子源。在这里，我们利用具有不同平均光子数的相位随机化弱相干态进行了双光子干涉实验。当入射波包中包含单光子时，我们对预期的重合度设置了一个严格的上限，使我们能够观察到Hong-Ou-Mandel效应。我们发现，干涉的可见度至少是大到0.995 $^{+0.005}_{-0.013}$。
2018-07-12 quant-ph
Genuine multipartite indistinguishability and its detection via generalized Hong-Ou-Mandel effect
两个不可区分的粒子是玻色子还是费米子的问题可以通过观察分束器上的Hong-Ou-Mandel效应来回答。然而，对于三种粒子，我们已经可以考虑既不是玻色子也不是费米子的对称性。在这项工作中，我们描述了一个简单的方法，确定他们的实验，并提出了一个真正的多方不可分割性的措施。
2018-12-04 quant-ph
Coherent dynamics in a dual-coupling spin-boson model
本文研究了在对称双势阱系统的基态之间的粒子隧穿动力学，其中同时存在与欧姆振子池的对角耦合和非对角耦合。我们使用noninteracting-blip近似研究在生理温度下系统-环境耦合强度的相干效应。我们展示了非对角耦合机制的存在如何显着改变了隧穿粒子的动力学，尽管在环境中强烈的热波动产生相干振荡。在粒子的极化，以及隧道能量的波动，导致竞争的影响隧道粒子动力学的相干性，与非对角耦合引入一个相对长寿命的振荡模式，否则不相干的设置。
2021-09-17 quant-ph
Modelling quantum measurement dynamics: from decoherence to redundancy with site-hopping indistinguishable particles
Institute for Theoretical Physics, TU Wien（维也纳工业大学理论物理研究所）；Atominstitut, TU Wien（维也纳工业大学原子研究所）；Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ), TU Wien（维也纳大学量子科学与技术中心）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）
本研究构建含位点跳跃粒子的一维晶格多体模型，解决不可区分性问题，发现粒子统计影响量子达尔文主义性质，为量子测量动力学实验测试提供支撑。
2026-08-13 quant-ph
Experimental study of Hong-Ou-Mandel interference using independent phase randomized weak coherent states
宏欧曼德尔干涉仪在许多要求光子不变性的量子信息和量子光学应用中是有价值的工具。对于不可分辨的弱相干光子态，Hong-Ou-Mandel可见度的理论极限为0.5，但一些设备的缺陷可能会阻碍实验达到这个值。在这项工作中，我们研究了各种因素，包括（i）检测器侧的缺陷，由于后脉冲，（ii）在输入信号的偏振强度和状态的失配的干涉可见度的依赖性，以及（iii）输入信号的整体强度。我们模拟所有的缺陷，并表明理论建模与实验结果吻合良好。
2018-11-21 quant-ph
Quantum Correlations in Two-Boson Wavefunctions
我们提出了两个不可区分玻色子的任意波函数的Schmidt分解，扩展了最近对两个费米子系统的纠缠或量子关联的研究[J. Schliemann et al.，B { \bf 63}，085311（2001）和quant-ph/0012094]。指出约化单粒子密度矩阵的冯诺伊曼熵仍然是两个全同粒子纠缠的一个很好的度量。
2001-06-20 cond-mat quant-ph
Observations of the delayed-choice quantum eraser using coherent photons
量子叠加是量子力学的基石，其中干涉条纹起源于单个光子经由不可区分的光子特性的自干涉。在过去的几十年里，为了理解量子力学的互补理论，人们对波粒二象性的惠勒延迟选择实验进行了广泛的研究。延迟选择量子擦除器的核心是违反因果关系的互斥量子特征。在这里，我们实验证明量子擦除器使用相干光子对放置在干涉仪的偏振器的延迟选择。所观察到的量子擦除器的相干解来自于典型的马赫-曾德尔干涉仪，其中因果关系的违反是由于选择性测量的基础选择。
2023-03-09 quant-ph
Quasi-set theory for bosons and fermions: quantum distributions
准集合论为处理不可区分的基本粒子的集合提供了数学背景。在本文中，我们展示了如何获得量子统计的准集合论的范围内，并讨论了氦原子，它代表了最简单的例子，其中不可逆性起着重要的作用。还简要讨论了不可扩展性和干扰以及其他相关工作。我们的方法的优点之一是，量子理论的最基本的原则之一，即，不可逆性假设，甚至不需要在量子力学的公理基础中隐含地假设。
1998-03-26 quant-ph
The second quantization method for indistinguishable particles (Lecture Notes in Physics, UFABC 2010)
UFABC（联邦 ABC 大学）
该讲义总结不可区分粒子二次量子化方法的核心内容，涵盖产生湮灭算符、哈密顿量对角化、玻色气体谱及Jordan-Wigner变换等，用于相关量子物理学习。
2026-08-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
High-fidelity controlled-phase gates for distinguishable quantum walkers via extended interactions
Università di Milano（米兰大学）
该研究提出通过扩展相互作用范围，利用可区分量子行走者构建高保真受控相位门，其方案可避免路由不可区分粒子所需的额外单粒子门，在实际应用中具有竞争力。
2026-08-11 quant-ph
Generation of a two-photon state from a quantum dot in a microcavity under incoherent and coherent continuous excitation
我们分析了非相干和相干连续激发对我们从微腔中的量子点产生双光子态的提议的影响[New J.Phys.13，113014（2011）]。精确数值结果与解析公式之间的比较提供了在两种类型的激发下有效产生不可区分且同时发生的光子对的条件。
2011-12-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
