Masking Quantum Information on Hyperdisks
掩蔽信息是一种将量子信息编码成二分纠缠态的协议，而信息对本地系统是完全未知的。本文研究了可屏蔽态集的结构及其与超圆盘的关系。我们证明了，虽然可以被屏蔽的量子比特状态必须位于一个单一的超磁盘，可屏蔽状态的集合可以由两个或两个以上的超磁盘的高维情况下。我们的结果对量子信息理论的几个研究领域，如纠缠态的结构和二体态的局域分辨等都有一定的启发意义。
2020-10-15 quant-ph
Random approximate quantum information masking
本文研究近似量子信息掩蔽，提出用随机等距映射构造掩蔽器，证明两体系统几乎不可行而多体系统几乎可行，并揭示其与近似量子纠错的等价性。
2025-07-25 quant-ph
Masking quantum information is impossible
编码在复合量子态中的经典信息可以完全隐藏在约化的子系统中，并且只能在关联中找到。量子信息也是如此吗？如果量子信息对子系统是隐藏的，并散布在量子关联上，我们称之为量子信息的掩蔽。我们表明，虽然这可能仍然是真实的非正交量子态的一些限制集，它是不可能的任意量子态。这一结果表明，量子比特承诺--量子比特承诺的更强版本--一般来说是不可能的。我们的发现可能在秘密共享和未来的量子通信协议中有潜在的应用。
2018-06-12 quant-ph
Photonic implementation of quantum information masking
量子信息的屏蔽将其散布在非定域关联上，并对子系统隐藏起来。众所周知，没有任何操作可以同时屏蔽所有纯态[Phys. Rev. Lett. 120，230501（2018）]，那么在什么意义上量子信息掩蔽有用？本文将量子信息掩蔽的定义推广到一般的混合态，并证明了可掩蔽的量子态的资源远比no-go定理所暗示的要丰富。在几何上，同时可屏蔽态位于状态超球中的超圆盘上，并且严格包含可广播态。我们设计了一个光子量子信息掩蔽机，利用时间相关光子对量子比特掩蔽特性进行了实验研究，并演示了量子信息到二分关联的转换及其忠实恢复。该多功能掩蔽机具有良好的可扩展性，可应用于量子秘密共享和容错量子通信。我们的研究结果为理解量子信息掩蔽及其潜在应用提供了一些启示。
2021-04-03 quant-ph
The concealment of accelerated information is possible
讨论了用最少数量的量子位屏蔽加速的双量子位系统的可能性。结果表明，信息可以被掩蔽在纠缠局域态或乘积非局域可分态中。我们检查这些状态的每个分区满足掩蔽条件。由于存在非局部可分分割，可以认为它是一种量子数据隐藏方案。编码在掩蔽纠缠态中的局域/非局域信息对加速过程的退相干具有鲁棒性。随着初始纠缠值的增大，利用纠缠/可分离掩蔽态估计加速度参数的可能性增大。通过量化加速状态及其子系统的保真度来检查掩蔽过程的效率。结果表明，在初始加速度较小时，掩蔽态的保真度最大，最小保真度大于$96\%$。
2020-09-10 quant-ph
Quantum information masking basing on quantum teleportation
本研究提出量子隐形传态的联合测量本质是量子信息掩蔽过程，据此构造两种四体和一种三体掩蔽器，可两步掩蔽量子态的概率与相干性且支持逆过程提取信息。
2025-01-19 quant-ph
Masking of Quantum Information into Restricted Set of states
数据屏蔽是一种通过屏蔽第三方来保护信息的方法，但保持其可用于进一步的用途，如应用程序开发，构建程序扩展等。尽管编码在复合量子态中的经典信息有可能从简化的子系统中完全屏蔽，但当量子计算机的未来可能性日益增加时，必须检查量子信息是否也可以被屏蔽。新提出的无掩蔽定理[Phys. Rev. 120，230501（2018）]，其中一个不去定理，要求除了一些非正交态的限制集，不可能屏蔽任意的量子态。在这里，我们通过设计量子线路并在5量子比特量子计算机上运行它们，探索在IBM量子体验平台中进行掩蔽的可能性。我们选择了两个特殊的状态，同时考虑正交和非正交的基状态，并说明其掩蔽通过理论计算以及在量子计算机上的验证。通过量子态层析成像，得到了高保真的实验结果，从而实现了掩模的可能性。
2021-08-01 quant-ph
No-masking theorem for observables
该研究将量子屏蔽概念推广至可观测量，证明不存在通用可观测量屏蔽幺正变换，发现量子比特下屏蔽操作与SWAP局域幺等价，推导了无条件比特承诺不成立结论，为量子信息通信提供新理论支撑。
2024-08-15 quant-ph
Identifying non-k-separability of a class of N-qubit complete graph states using correlation tensors
我们导出了$N$ -量子比特完全图态的$N$ -体相关张量的标准张量范数的一般表达式。利用这个表达式，我们给出了一类$N$ -量子比特完全图态（包括GHZ态）的非$k$-可分性判据。我们通过考虑添加了色积噪声的$N$ -量子比特完全图态来说明我们的准则的性能。我们还表明，很少有本地测量设置足以评估我们的标准。
2016-05-25 quant-ph
Complete analysis to minimum-error discrimination of mixed four qubit states with arbitrary prior probabilities
在这项工作中，我们提供了一个完整的分析，以最小错误的歧视与任意先验概率的混合四量子比特状态。为了使分析更全面，最重要的工作是找到零测量算子存在的充分必要条件。从量子比特态的几何结构出发，得到了混合四量子比特态最小误差测量中零算符存在的解析条件，并给出了每个最优POVM具有非零元素的充要条件.利用这个条件，我们完全分析了任意先验概率下混合四比特态的最小误差鉴别。
2021-11-24 quant-ph
Hiding and masking quantum information in complex and real quantum mechanics
经典信息可以完全隐藏在二分量子系统的关联中。然而，根据最近导出的不隐藏和不掩蔽定理，不可能隐藏或掩蔽所有的量子信息。在这里，我们证明了任何一组信息完全的量子态既不是可隐藏的，也不是可屏蔽的，从而加强了以前已知的无隐藏和无屏蔽定理。然后，凭借Hurwitz-Radon矩阵（Clifford代数的表示），我们表明，有关真正的量子态的信息可以完全隐藏在相关性，虽然所需的复合希尔伯特空间的最小维数与原始希尔伯特空间的维数呈指数增长。此外，实量子态的集合是量子理论中的最大可屏蔽集合，并且与最大纠缠态有着令人惊讶的联系。这些结果为隐藏和掩蔽量子信息的潜力和局限性提供了有价值的见解，这对许多活跃的研究领域具有内在的兴趣。
2021-10-04 hep-th math-ph math.MP
The ZX-calculus is complete for the single-qubit Clifford+T group
ZX演算是一种用于纯态量子比特量子力学推理的图形演算。它对于纯量子比特稳定子量子力学是完备的，这意味着任何只涉及稳定子运算的等式，只要可以用矩阵导出，也可以用图形导出。稳定器操作包括酉克利福德群，以及在状态中准备量子比特。|0>，以及计算基础中的测量。对于一般的纯态量子比特量子力学，ZX演算是不完整的：存在涉及单个量子比特上的非稳定子么正操作的等式，这些等式不能从ZX演算的当前规则集导出。在这里，我们表明，ZX演算的单量子位仍然完整的操作T添加到单量子位稳定器操作。这是特别有趣的，因为所得的单量子比特Clifford+T群近似是通用的，即任何酉单量子比特算子可以仅使用Clifford算子和T近似到任意精度。
2014-12-30 quant-ph
The complete basis with an unextendible product basis and exact-entanglement bases (CBUPB) of three qubit
本文给出了三量子比特不可扩展的乘积基和精确纠缠基，并讨论了精确纠缠基的纠缠性质。另外，利用精确纠缠基得到了束缚纠缠混合态。
2006-05-24 quant-ph
All (qubit) decoherences: Complete characterization and physical implementation
我们研究了被建模为量子系统的碰撞序列的退相干通道（例如，量子位）与粒子（例如，量子位）的环境。我们表明，碰撞诱导退相干时，系统量子比特和环境（水库）量子比特之间的二分相互作用的控制U幺正变换（门）描述。我们表征退相干通道，并在量子比特的情况下，我们指定最一般的退相干通道，并推导出相应的主方程。最后，我们分析了系统与环境在退相干过程中产生的纠缠。
2005-05-10 quant-ph
Masking quantum information into a tripartite syste
自从Modi等人在[PRL 120，230501（2018）]中引入了量子信息的掩蔽以来，已经发表了许多关于该主题的讨论。本文研究了量子多体掩蔽码与量子纠错码之间的关系。我们说系统$K$的纯态的子集$Q$可以被算子$S$屏蔽到多部系统$\H^{(n)}$中，如果$Q$中的状态$|ψ\>$的所有像态$S|ψ\>$在每个子系统上具有相同的边缘状态。我们将这样的$S$称为$Q$的QMM。通过建立一个QMM的表达式，我们得到了一个QMM和QECC之间的关系，这表明等距是一个系统的所有纯态的QMM当且仅当它的范围是任何一个单擦除通道的QECC。作为应用，我们证明了不存在从$\C^2$到$\C^2\otimes\C^2\otimes\C^2$的等距万有掩蔽子，从而$\C^3$的态不能等距掩蔽到$\C^2\otimes\C^2\otimes\C^2$中.这对主要结果进行了完善，并导致对[PRA 98，062306（2018）]中的一个未决问题的否定回答。另一个应用是$\C^d$的任意量子态可以完全隐藏在三分系统$\C^{d+1}\otimes\C^{d+1}\otimes\C^{d+1}$的任何两个子系统之间的相关性中，而任意量子态不能完全隐藏在二分系统的子系统之间的相关性中[PRL 98，080502（2007）]。
2020-05-21 quant-ph
Complete proof of Gisin's theorem for three qubits
Gisin定理证明了对于任意纯二体纠缠态，存在Bell-CHSH不等式的破坏，揭示了它与局域实在模型的矛盾。类似的结果是否适用于三量子比特纯纠缠态，仍然没有解决。我们分析表明，所有的三量子比特纯纠缠态违反贝尔型不等式，来自本地现实主义的基础上，利用哈代的非定域性参数。
2009-01-15 quant-ph
Exploiting quantum parallelism of entanglement for a complete experimental quantum characterization of a single qubit device
我们提出了第一个完整的实验量子层析表征的单量子比特设备实现了一个单一的纠缠输入状态。纠缠输入态在被测器件上量子并行地扮演着所有可能的输入态的角色。该方法可以简单地扩展到任何n量子比特设备，只需将整个实验设置复制n次。
2002-10-31 quant-ph
Complete Optimal Convex Approximations of Qubit States under $B_2$ Distance
我们考虑了任意量子比特态关于由两个泡利矩阵的本征态组成的可用态的最佳逼近，任意目标态的$B_2$ -距离。得到了$B_2$ -距离的解析公式和相应的完全最优分解。的折衷关系的总和和平方和的$B_2$距离已解析和数值研究。
2018-06-13 quant-ph
Informational completeness of qubit measurements and IC preservability of qubit channels: Characterization and Quantification
The Institute of Mathematical Sciences（数学科学研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院）
本文引入并刻画了任意量子测量信息完备性的忠实度量，评估了量子比特SIC测量的信息完备性，并建立了量子通道信息完备性可保持性的度量及其与绝对输出相干性的关系。
2026-06-18 quant-ph
Complete Characterization of the Ground Space Structure of Two-Body Frustration-Free Hamiltonians for Qubits
已知在量子比特之间仅携带两体相互作用的无阻挫哈密顿量的基态的寻找问题在多项式时间内是可解的。最近还表明，对于任何这样的哈密顿量，总是有一个基态，是一个产品的单或两个量子比特状态。然而，目前还不清楚整个地面空间是否具有任何简洁的结构。在这里，我们给出了任何两体无挫挫哈密顿量的量子比特的基空间的完整特征。也就是说，它是相同树结构的树张量网络状态的跨度。这个特征使我们能够表明，确定基态简并度的问题与它的经典类似物一样难，但并不比它难。
2010-10-12 quant-ph
A complete set of covariants of the four qubit system
我们得到了一个完整的和最小的一组170个生成元的代数的$SL(2,\C)^{\times 4}$ -协变的二元四线性形式。用四量子比特系统来解释，这特别描述了在其投影希尔伯特空间中由局部滤波操作的轨道形成的代数簇。此外，这揭示了一些光的本地么正不变量，并提供了所有可能的积木为这样一个系统的纠缠措施的建设。
2003-06-27 quant-ph
Complete Separability and Fourier representations of n-qubit states
分离性的必要条件在计算基中最容易表达，而充分条件在自旋基中最方便表达。我们使用阿达玛矩阵来定义这两个基地之间的关系，并强调其解释为傅立叶变换。然后证明了一个用自旋系数表示的完全可分性的一般充分条件，并给出了一类广义Werner密度完全可分性的充要条件.作为该理论的进一步应用，我们给出了一组密度满足Peres条件的$n$ -量子比特态完全可分的充要条件.
1999-12-28 quant-ph
Measure of not-completely-positive qubit maps: the general case
我们证明了非完全正（NCP）映射的集合是无界的，除非进一步的假设。这是通过首先提出一个合理的定义，一个有效的NCP地图，这是不平凡的，因为NCP地图可能缺乏一个完整的积极性域。这个定义是由具体的例子激发的。我们证明了对于有效的NCP映射，相应的动力矩阵的特征值谱是没有界的。在此基础上，我们认为，在一般的量子比特映射，包括NCP映射的体积测量，是没有很好地定义。
2019-07-23 quant-ph
Complete Bell-state analysis for superconducting-quantum-interference-device qubits with transitionless tracking algorithm
在本文中，我们提出了一个协议，完全贝尔态分析的两个超导量子干涉器件量子比特。利用无跃迁跟踪算法设计的微波脉冲序列可以完成Bell态分析，这是绝热捷径技术中的一种有效方法。在整个过程之后，区分四个Bell态的信息将被编码在两个辅助量子比特上，而Bell态保持不变。人们可以通过检测辅助量子位来读出信息。因此贝尔态分析是非破坏性的。数值模拟表明，即使考虑到退相干，该协议在现有的实验技术条件下也具有很高的区分Bell态的成功概率。因此，该协议在量子通信和超导量子网络的量子计算中具有潜在的应用价值。
2017-07-13 quant-ph
Complete analysis for three-qubit mixed-state discrimination
本文将最小误差状态判别问题视为互补问题，得到了最优性的几何条件。这些可以作为判断每个最优测量算子是否非零的充分必要条件。利用这些条件和归纳方法，我们证明了一种几何方法和N-量子比特混合态鉴别的内禀多面体。当内禀多胞形为点、线段或三角形时，解析地得到了猜测概率、精确解的充分必要条件和最优测度。我们将这个结果应用于任意三比特混合态的判别问题，得到了猜测概率和最优测量的完全解析解.
2013-10-02 quant-ph
Complete eigenstates of identical qubits arranged in regular polygons
我们计算了N个量子比特或排列在正多边形顶点上的二能级原子（TLA）阵列的相干单激发和多激发对应的能量本征值和本征态。我们仅假设耦合通过交换相互作用发生，该交换相互作用取决于量子位之间的分离。我们包括了所有量子比特对之间的相互作用，我们的结果对相对于辐射波长的任意距离都有效。为了说明这些状态的有用性，我们绘制了4个量子比特阵列的n=2（双激子）本征态的衰减率的距离依赖性，并将双激子本征值和本征态以及吸收频率、线宽和相对强度制成表格，用于由N=2，.，长波长极限的9个量子比特。
2002-11-13 quant-ph
Complete positivity, finite temperature effects, and additivity of noise for time-local qubit dynamics
我们提出了一个量子比特动力学的一般模型，它需要纯退相和耗散的时间局域主方程。这使我们能够描述超出通常的马尔可夫近似的热化和退相的综合效果。我们研究了完全的正性条件，并引入了一个启发式模型，总是物理的，并提供了正确的马尔可夫极限。本文研究了温度对系统非马尔可夫行为的影响，证明了Yu和Eberly在文献[1]中讨论的噪声可加性在马尔可夫极限之外仍然成立。
2015-11-23 quant-ph
Approximating the Turaev-Viro Invariant of Mapping Tori is Complete for One Clean Qubit
Turaev-Viro不变量是三维流形的标量拓扑不变量。在这里，我们表明，估计映射环面的Turaev-Viro不变量的斐波那契版本的问题是一个完整的问题，一个干净的量子比特复杂性类（DQC 1）。这补充了以前的结果，表明估计任意流形的Turaev-Viro不变量作为Heegaard分裂是一个完整的问题，标准量子计算模型（BQP）。我们还讨论了一个美丽的类比这些结果和以前已知的结果的计算复杂性近似琼斯多项式。
2011-05-31 quant-ph
Complete positivity for time-dependent qubit master equations
结果表明，如果对应于量子比特主方程的退相干矩阵具有块对角实部，则演化由一维振子方程决定。进一步地，当完全退相干矩阵是块对角矩阵时，则完全正演化的充分必要条件可以用振子哈密顿量或拉格朗日量来表示。当振子方程的解未知时，仍然可以基于Hamilton/Lagrange不等式得到完全正性的显式充分条件。利用旋转形式不变性，通过一个一阶非线性微分方程来描述演化过程，从而得到了更精确的结果。一类主方程的确定，完全的积极性减少到更简单的条件的积极性。
2008-03-29 quant-ph
Universal discriminator for completely unknown optical qubits
我们提出了一个实验装置，能够明确区分任何一对线性独立的单光子偏振量子比特，我们没有任何知识，除了这些未知状态的额外一对作为参考。该装置由光学CNOT门、弱交叉克尔非线性、Bell态分析器等线性光学元件构成，将未知的三光子输入态转换为相应的单光子态，并由线性光学电路进行确定性处理。通过这种设置实现了对未知状态的最佳区分。
2007-08-14 quant-ph
Complete structural restoring of transferred multi-qubit quantum state
我们提出了一个多量子比特量子态沿自旋1/2链从发送者到接收者的多量子相干性矩阵的结构恢复协议。我们还提出了一个协议，用于构建这样的0阶相干矩阵，可以在这个过程中完美地转移。恢复协议是基于特殊构造的酉变换的扩展接收机。{This对于链的给定长度参数的变换是普遍最优的，在这个意义上，构造它的那些可以应用于最优地恢复任何高阶相干矩阵。
2021-08-19 quant-ph
The expansion of orthogonal complete set and teleportation of an arbitrary two-qubit state
根据叠加原理和算符定则，被传送粒子的态和量子信道组成的整个系统的态可以用Bell基和变换算符展开。从理论上讲，如果变换算符的行列式不为零，则只需进行逆变换即可实现隐形传态。实际上，如果变换算符不是幺正操作，那么只需要使用一个辅助量子比特，就可以通过集体幺正变换实现隐形传态。进一步分析了集体酉运算与变换算子之间的关系。
2006-07-18 quant-ph
Complete set of operational measures for the characterization of 3-qubit entanglement
我们通过操作纠缠度量刻画了纯三量子比特态的纠缠。为此，我们推导出一个新的分解为任意3量子比特状态，其特征在于由五个参数（本地酉操作）。我们表明，这些参数是唯一确定的两体纠缠措施。这些量一方面测量产生状态所需的纠缠，另一方面测量状态中包含的纠缠，并且具有明确的物理意义。此外，我们表明，以这种方式获得的状态的分类是密切相关的，当考虑一般的本地操作和经典通信。
2012-02-08 quant-ph
A complete transformation rule set and a minimal equation set for CNOT-based 3-qubit quantum circuits (Draft)
我们为基于受控非（CNOT）的量子线路引入了一个完整的变换规则集和一个最小方程集。使用这些规则，计算相同布尔函数的量子线路被简化为相同的标准形式。因此，我们可以通过比较它们的正规形式来容易地检验电路的等价性。通过将Knuth-Benchmark完备化算法应用于Iwama等人2002年引入的一组修改的18个方程，我们获得了一个完整的转换规则集（即，一组具有“终止”和“汇合”性质的变换规则）。我们的转换规则集由114条规则组成。此外，我们发现了一个最小的组合方程的初始方程组。
2013-05-07 quant-ph
Two-step complete polarization logic Bell-state analysis
逻辑量子比特纠缠，也称为级联Greenberger-Horne-Zeilinger（C-GHZ）态，在实际的噪声环境中是鲁棒的。在本文中，我们将描述一种有效的方法来实现完整的极化贝尔态分析，这是在逻辑量子比特编码。利用交叉克尔非线性构造的奇偶校验测量（PCM），可以分两步区分逻辑Bell态。我们还解释了这种方法可以用来区分任意的C-GHZ态与$N$逻辑量子位。该协议可用于基于逻辑量子比特纠缠的长距离量子通信。
2014-07-13 quant-ph
Complete nondestructive analysis of two-photon six-qubit hyperentangled Bell states assisted by cross-Kerr nonlinearity
超纠缠（Hyperentanglement）是量子系统中多个自由度的纠缠态，由于可以极大地提高量子通信的信道容量和安全性而受到广泛关注。在这里，我们提出了第一个方案，完全区分的超纠缠Bell态的双光子系统在三个自由度的交叉克尔非线性的帮助下，没有破坏，包括两个纵向动量自由度和偏振自由度。我们利用交叉克尔非线性构造了量子非破坏探测器，并利用该探测器对不同自由度的双光子系统的Bell态进行了奇偶校验测量和分析。我们提出的双光子六量子比特超纠缠Bell态分析方案对量子信息，特别是长距离大容量量子通信的实际应用具有重要意义.
2016-02-11 quant-ph
A Near-Optimal Axiomatisation of ZX-Calculus for Pure Qubit Quantum Mechanics
最近的发展在ZX演算导致了完整的公理化，首先是一个近似普遍的限制的语言，然后是整个语言。主要的缺点是，为了达到完备性而添加的公理数量众多，操作繁琐，缺乏物理解释。在本文中，我们提出了两个完整的公理化的一般ZX-演算，我们相信是最佳的，因为他们所有的方程是必要的，而且有一个很好的物理解释。
2018-12-21 quant-ph
Complete methods set for scalable ion trap quantum information processing
大规模量子信息处理器必须能够传输和维护量子信息，并重复执行逻辑运算。在这里，我们展示了使用存储在捕获的原子离子的内部状态中的量子位来执行可扩展的量子计算所需的所有基本元素的组合。我们量化了多量子比特操作的可重复性，尽管量子比特在宏观距离上传输，但没有观察到性能损失。这些结果的关键是使用不同的铍离子超精细态对进行稳健的量子位存储、读出和门，以及同时捕获镁再冷却离子和量子位离子。
2009-07-10 quant-ph
A Sound and Complete Equational Theory for 3-Qubit Toffoli-Hadamard Circuits
本文为3量子比特Toffoli-Hadamard电路建立了可靠且完备的等式理论，通过先研究生成E8格自同构有限群的Toffoli-K电路，再借助Li等人的工作扩展得到完整等式体系。
2024-08-12 quant-ph
Pauli Tomography: complete characterization of a single qubit device
量子物理学和信息技术的结合最初是出于小型化的需要，最近为实现全新的信息处理设备开辟了道路，有可能保证安全的密码通信，以及一些复杂计算任务的巨大加速。在新的信息技术所带来的许多问题中，需要表征新的量子设备，对其功能进行完整的识别和表征。正如我们将看到的，量子力学为我们提供了一个强大的工具来轻松有效地完成任务：这个工具就是所谓的量子纠缠，它是未来计算机量子并行的基础。我们在这里提出了第一个完整的实验量子表征的单量子比特设备。这种新方法，我们可以称为“量子射线照相术”，在设备的输出端使用泡利量子断层扫描，并且在输入端只需要一个纠缠态，它在测试通道上作为所有可能的量子并行输入状态工作。该方法可以很容易地扩展到任何n量子位器件。
2002-07-24 quant-ph
Stochastic local operations and classical communication equations and classification of even $n$ qubits
对于任何偶数$n$量子位，我们建立四个SLOCC方程，并构造四个$2^{n/2}$次数的SLOCC多项式（不完全），可以用于任何偶数$n$量子位的SLOCC分类（不完全）。根据SLOCC方程，我们提出了偶$n$量子比特的几种不同的真纠缠态，并通过多项式的消或不消证明了它们在SLOCC下与$|GHZ>$，$|W>$，或$|l,n>$（具有$l$激发的对称Dicke态）是不等价的.多项式的绝对值可以被认为是纠缠度量。
2011-06-17 quant-ph
Complete control of a matter qubit using a single picosecond laser pulse
我们第一次证明了一个物质物理两级系统，量子比特，可以完全控制使用一个超快的步骤。我们表明，自旋态的光激发电子，激子，限制在一个量子点，可以旋转任何所需的角度，围绕任何所需的轴，在这样的步骤。为此，我们使用一个单一的，共振调谐，皮秒长，偏振光脉冲。脉冲的偏振定义了旋转轴，而与非简并吸收共振的脉冲失谐定义了旋转角的大小。因此，我们实现了高保真度，通用的门操作，适用于其他自旋系统，仅使用一个短的光脉冲。操作持续时间等于脉冲时间宽度，比量子比特演化寿命和相干时间短几个数量级。
2012-04-04 quant-ph
SLOCC Convertibility between Two-Qubit States
本文对与$U\otimes{U}\otimes{V}\otimes{V}$对易的四比特态进行了分类，其中$U$和$V$是泡利群的任意成员.我们的特点是这一类的可分离状态的集合，在一个有限数量的纠缠证人。等价地，我们刻画了两个量子比特，贝尔对角线保持，完全正的映射是可分的。这些可分离的完全正映射对应于可以用经典通信辅助的随机局部操作（SLOCC）实现的协议。这使我们能够推导出贝尔对角态的一组完整的SLOCC单调性，这反过来又提供了通过SLOCC将一个两量子比特态转换为另一个两量子比特态的充分必要条件。
2008-03-06 quant-ph
Three-step implementation of any nxn unitary with a complete graph of n qubits
最近已经提出了具有超导量子比特的完整图的量子计算，并且应用于幅度放大、相位估计和给出的真实原子碰撞的模拟[Phys.Rev.A91，062309（2015）]。这种单激励子空间（SES）方法不需要误差校正，现在是实用的。之前展示了如何在单个步骤中实现对称nxn酉，但不是一般酉。这里我们证明了酉群U（n）中的任何元素都可以在不超过三个步骤中执行，对于任何n。这使得能够在恒定时间内实现高度复杂的操作，并且在某些情况下甚至允许将整个算法编译为仅三个操作。使用这个协议，我们展示了如何准备任何纯态的SES芯片在三个步骤，以及如何计算，对于一个给定的SES状态ρ，任何nxn厄米观察O的期望值在一个常数的步骤。
2015-09-15 quant-ph
Complete product-state contact set and optimality of the canonical three-qubit Shifts witness
School of Physics and Electronic Technology, Liaoning Normal University（辽宁师范大学物理与电子科技学院）；Center for Theoretical and Experimental High Energy Physics, Liaoning Normal University（辽宁师范大学理论与实验高能物理中心）
本研究确定了三量子比特Shifts UPB投影算子的完整乘积态接触集（共八个射线），证明其张成整个希尔伯特空间，从而确立相应见证者的最优性，并给出白噪声下纠缠检测的阈值。
2026-10-01 quant-ph
Excitation Flow, Positivity, and Fisher Information for Open Subsystems of an $N$-Qubit Network
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究开放子系统中激发流对正性、完全正性及Fisher信息的影响，揭示传播子集的正性域和固定点分布，分析Fisher信息的分解与极值条件。
2026-05-14 quant-ph
Direct method for measuring and witnessing quantum entanglement of arbitrary two-qubit states through Hong-Ou-Mandel interference
我们描述了一种直接的方法，用于实验确定任意两个量子比特状态的负性，对两个量子比特系统的多个副本进行了11次测量。我们的方法是基于实验上可访问的单重投影序列上进行多达四个量子位对。特别是，我们的方法允许应用程序的Peres-Horodecki可分性标准的任意两个量子比特的状态。我们明确地表明，测量纠缠的负性需要三个测量比检测两个量子比特纠缠。所报道的最小干涉测量集提供了一个完整的描述的两体量子纠缠的双光子干涉。这个集合小于执行任意两量子比特系统的完整量子态层析成像所需的15个测量的集合。最后，我们证明了9个Makhlin的不变量，需要表达的负面可以通过执行13个多拷贝投影测量。我们证明，这些不变量都是一个有用的理论概念，设计专门的量子干涉仪和线性光学的框架内，他们的直接测量不需要执行完整的量子态层析成像。
2017-03-02 quant-ph
Symmetry-adapted qubit encoding with complete active space and Bravyi--Kitaev mapping for quantum chemistry on a quantum computer
University College London (UCL)（伦敦大学学院）；London Centre for Nanotechnology（伦敦纳米技术中心）
提出对称性自适应的完全活性空间量子比特编码（SAE-CAS），通过近似Z对称性减少量子比特需求，并集成点群和自旋宇称对称性编码，在保持目标对称性扇区的同时最大化量子比特缩减，数值基准测试显示其能降低量子比特数和泡利算符权重，加速VQE收敛。
2026-06-04 quant-ph
Experimental scheme for qubit and qutrit symmetric informationally complete positive operator-valued measurements using multiport devices
从一般的量子测量中可靠而有效地确定量子系统的状态对于各种量子信息处理任务至关重要。为此目的的一类重要的测量是对称信息完全正算子值测量（SIC-POVM）。SIC-POVM的优点是为量子态提供了一个无偏的估计器，具有完全断层扫描所需的最少数量的结果。根据Naimark膨胀定理，任何POVM总是可以通过系统和辅助系统之间的适当耦合以及通过对联合系统进行投影测量来实现。在实践中，找到适当的耦合是相当重要的。在这里，我们提出了一个实验设计，直接实现SIC-POVM使用多端口设备和路径编码的量子比特和量子，其效用最近已被证明由世界各地的几个实验组。此外，我们描述了如何在实践中实现这些多端口与集成的光子系统嵌套的线性光学元件组成。
2012-12-14 quant-ph
Completeness for arbitrary finite dimensions of ZXW-calculus, a unifying calculus
本文将融合ZX与ZW的ZXW图形演算从量子比特推广到任意有限维qudit，并证明其在任意有限维下均为完备的图形重写系统。
2023-04-27 quant-ph
Noisy intermediate-scale quantum computation with a complete graph of superconducting qubits: Beyond the single-excitation subspace
目前有一个巨大的兴趣，在开发实际应用的NISQ处理器没有所需的全面纠错的开销。量子信息处理在门模型中尤其具有挑战性，因为随着问题大小和电路深度的增长，算法很快就会失去保真度。这导致了一些非门模型的方法，如模拟量子模拟和量子退火。这些方法具有特定的硬件要求，通常不同于基于通用门的量子计算机。我们之前已经提出了一种称为单激发子空间（SES）方法的非门模型方法，该方法需要超导量子位的完整图。与任何缺乏纠错的方法一样，SES方法不可扩展，但它通常会导致具有恒定深度的算法，使其在各种应用中优于门模型。SES方法的一个挑战是，它需要计算机希尔伯特空间中的每个基态都有一个物理量子位。这对使用辅助量子位寄存器的算法施加了巨大的资源成本，因为每个辅助量子位将使所需的图形大小加倍。在这里，我们将展示如何绕过这个加倍离开SES和重新引入一个张量积结构的计算子空间。具体地说，我们实现了SES寄存器的张量积，该寄存器保存“数据”和一个或多个辅助量子位。这实现了量子计算的混合形式，其中对数据执行快速SES操作，对辅助器件执行传统逻辑门和测量，并且受控幺正在其间起作用。作为一个应用程序，我们给出了一个SES实现的量子线性系统求解器的哈罗，Hassidim和劳埃德。
2020-02-01 quant-ph
Self-testing of semisymmetric informationally complete measurements in a qubit prepare-and-measure scenario
本研究在半设备无关制备与测量场景下，利用仅含4个制备和4个测量的最简配置，实现了对4结果半对称信息完备POVM的自测试，并开发了解析技术，为自测试任意极值量子比特POVM铺平道路。
2025-11-01 quant-ph
Deterministic correction of qubit loss
量子位--量子信息的基本载体--的丢失是实现大规模容错量子信息处理器的基本障碍之一。在这项工作中，我们通过实验证明了一个完整的工具箱和一个完整的周期的量子比特丢失检测和校正的拓扑表面码的最小实例的实施。这包括量子比特丢失事件的量子非破坏测量，其有条件地触发恢复过程，将逻辑量子比特映射到剩余量子比特上的新编码上。在捕获离子量子处理器中实现的所演示的方法适用于其他量子计算架构和代码，包括领先的2D和3D拓扑量子纠错码。这些工具补充了以前证明的技术，以纠正计算错误，并在组合构成完整的和可扩展的量子纠错的基本构件。
2020-02-21 quant-ph
Complete analysis for arbitrary concatenated Greenberger-Horne-Zeilinger state assisted with photonic Faraday rotation
级联Greenberger-Horne-Zeilinger（C-GHZ）态由于在噪声环境下对退相干具有鲁棒性，在未来量子网络中具有巨大的应用潜力。在本文中，我们提出了一个完整的C-GHZ态分析协议的帮助下，一些辅助的单原子被困在低质量腔。在协议中，我们主要利用光子法拉第旋转效应对光子态进行奇偶校验，并结合Hadamard运算和单量子比特测量完成分析任务。我们的协议的成功概率原则上可以达到100%，并且每个逻辑量子比特中编码的物理量子比特的数量不影响分析。我们的分析协议可能在未来的长距离量子通信中有实际应用。
2015-11-17 quant-ph
