Monogamy and tradeoff relations for wave-particle duality information
本研究将量子系统的信息内容重新定义为量子态与最大混合态间的迹距离，并利用量子Pinsker不等式推导出二分系统中单方信息与纠缠间的新互补性及逆向互补性关系。
2024-01-02 quant-ph
Violation of Bell's inequality: criterion for quantum communication complexity advantage
我们证明了，对于每一个贝尔不等式和广泛的一类协议，总是存在一个多方通信的复杂性问题，其中协议的协助下违反不等式的状态是更有效的比任何经典的协议。此外，对于这个优点，贝尔不等式违反是一个必要和充分的标准。因此，违背贝尔不等式的意义超越了不可分离性的非最优证明。
2002-10-14 quant-ph
Quantum communication complexity advantage implies violation of a Bell inequality
我们得到一个一般的联系之间的量子优势在通信复杂性和非局域性。我们表明，任何协议提供了（足够大的）量子优势的通信复杂性，存在一种方法来获得测量统计违反一些贝尔不等式。我们的主要工具是基于端口的传送。如果量子和经典通信复杂度之间的差距可以任意大，贝尔量的量子值与经典值的比率随着输入和输出数量的增加而变得无限。
2015-07-02 quant-ph
Does violation of a Bell inequality always imply quantum advantage in a communication complexity problem?
违反贝尔不等式的量子关联被认为是解决通信复杂性问题（CCP）的优于经典协议的动力。这种说法有多普遍？我们发现，违反相关型贝尔不等式允许在CCP的优势，当通信协议量身定制，以模仿贝尔无信令约束（不通信测量设置）。放弃这一限制的经典模式，使我们能够反驳的主要结果，除其他外，[布鲁克纳等。例如，物理学评论快报89，197901（2002）];我们表明，从这些通信策略中获得的量子相关性的CGLMP贝尔不等式的一个小的量子违反的帮助下，并不意味着在任何CCP的输入/输出的情况下，在参考文献中考虑的优势。更一般地说，我们表明，存在量子关联，与非平凡的局部边际概率，这违反了$I_{3322}$贝尔不等式，但不使任何CCP的量子变化，无论在量子协议中采用的通信策略，为一个固定数量的输入和输出的情况下
2020-07-02 quant-ph
Correlation Distance and Bounds for Mutual Information
关联距离通过从两个经典或量子系统的联合态到边缘态的乘积的距离来量化两个经典或量子系统的统计独立性。紧下界给出了两个值的经典变量和量子比特对之间的互信息，在相应的经典和量子相关距离。这些界限比相对熵的Pinsker不等式（及其改进）更强。经典下界可以用来量化违反贝尔不等式的统计模型的性质。纠缠量子比特可以具有比具有相同相关距离的任何二值经典变量更低的互信息。量子比特关联距离也提供了一个直接的纠缠判据，与自旋协方差矩阵有关。简要讨论了结果与经典关联量子态的关系。
2013-07-10 quant-ph
State-Independent Quantum Key Distribution with Two-Way Classical Communication
提出了一种量子密钥分发协议，该协议是BB84的一种变体，它提供了从违反Bell型不等式的单量子比特系统而不是纠缠对的相关性生成原始密钥。此外，它1）是状态独立的，2）涉及双向经典通信，以及3）不需要双方之间的基匹配。Bell-CHSH不等式的Brukner-Taylor-Cheung-Vedral（BTCV）类时形式[C. Brukner，S. Taylor，S. Cheung，V. Vedral arXiv：quant-ph/0402127]被用作窃听检查;顺序测量导致形式上与Bell-CHSH不等式相同的不等式，其仅依赖于所执行的测量而不考虑量子比特状态。我们表明，这种形式体现自然从非交换性的可观。
2020-03-23 quant-ph
Violations of Bell inequalities as lower bounds on the communication cost of non-local correlations
为了在局部隐变量理论中重现违反贝尔不等式的相关性，各方之间必须进行通信。我们发现，违反贝尔不等式的金额施加了一个下界的平均通信需要产生这些相关性。此外，对于每一个概率分布，存在一个最优不等式，使违反的程度给出最小的平均通信。例如，为了使用经典资源产生最大程度违反CHSH不等式的相关性，0.4142比特的通信是必要的和足够的。对于在两个d>=3的纠缠态上进行的Bell测试，其中每一方都可以在两个测量之间进行选择，我们的结果表明，与最大纠缠态相比，需要更多的通信来模拟从某些非最大纠缠态获得的结果。
2003-04-28 quant-ph
Violating Bell's inequality with remotely-connected superconducting qubits
量子通信依赖于远程量子节点之间纠缠的有效产生，因为纠缠在实现和验证安全通信中起着关键作用。远程纠缠已经实现了使用一些不同的概率方案，但确定性远程纠缠最近才被证明，使用各种超导电路的方法。然而，贝尔不等式的确定性违反，量子相关性的强测量，迄今为止还没有在超导量子通信架构中得到证明，部分原因是实现足够强的相关性需要快速和准确地控制纠缠光子的发射和捕获。在这里，我们提出了一个简单而强大的架构，实现这一基准结果的超导系统。
2018-10-17 quant-ph
A temporal steering inequality
量子操纵是利用纠缠对作为资源远程制备不同量子态的能力。最近，转向的概念已经被量化与使用的不平等，导致大量的应用在量子信息和通信科学。在这里，我们强调，存在一个自然的时间模拟的转向不平等时，考虑在不同的时间对一个单一的对象进行测量。我们给出了非平凡的操作意义，违反这个时间不等式表明，它是连接到BB84协议中的安全界限，因此可能有应用在量子通信。
2014-02-20 quant-ph
Security proof for cryptographic protocols based only on the monogamy of Bell's inequality violations
我们证明了一夫一妻的贝尔不等式违背，这是严格弱于无信令的条件，足以证明量子密钥分发的安全性。我们得出我们的结果为整个一类的一夫一妻制的约束，并推广我们的结果，任何理论，沟通各方可能有机会。这些理论中的一些不尊重无信令原则，但仍然允许安全通信。这证明了无信令只是安全通信可能性的充分条件，而不是必要条件。我们还提出了一些新的定性结果有关现有的量子密钥分发协议的安全性。
2010-09-21 quant-ph
Rényi-Holevo inequality from $α$-$z$-Rényi relative entropies
Universidad Nacional de La Plata（拉普拉塔国立大学）；Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas de la República Argentina (CONICET)（阿根廷国家科学研究委员会）；Institut de Ciencies Fotoniques (ICFO), The Barcelona Institute of Science and Technology（光科学研究所，巴塞罗那科学与技术研究院）；Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, Universidad Nacional de Córdoba（科尔多瓦国立大学数学、天文学、物理与计算学院）；Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science, Institute of Theoretical Physics, Jagiellonian University（雅盖隆大学理论物理系物理、天文学与应用计算机科学学院）；Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
本文基于α-z-Rényi相对熵推导出Rényi-Holevo不等式，为量子信息传输中的经典信息传输提供了新的理论框架，并揭示了无记忆多字母通信信道的基本限制。
2023-09-08 quant-ph
The conditional entropy power inequality for Gaussian quantum states
我们提出了一个推广的量子熵功率不等式的条件熵。对于高斯态的特殊情况，我们给出了基于微扰理论的辛谱的证明。我们讨论了一些影响纠缠辅助经典通信加玻色子噪声信道。
2013-04-25 quant-ph
Gisin's theorem for two d-dimensional systems based on the Collins-Gisin-Linden-Masser-Popescu inequality
在这个快速通信中，我们分析表明，所有的纯纠缠态的二维d维系统（qudits）违反Collins-Gisin-Linden-Masser-Popoescu（CGLMP）不等式。因此，有两个qudits吉辛定理。
2008-05-08 quant-ph
Higher dimensional communication complexity problems: classical protocols vs quantum ones based on Bell's Theorem or prepare-transmit-measure schemes
通信复杂性问题（CCP）是指分离的各方试图计算一个函数的任务，该函数的输入在各方之间分布。它们的通信是有限的，因此不能发送所有输入。我们表明，广泛的类的贝尔不等式可以映射到CCP和一个量子违反的贝尔不等式是一个必要和充分的条件，增强相关的CCP超越其经典的限制。然而，可以通过传输量子系统来实现CCP，编码不超过CCP中允许的信息，并通过执行测量来提取信息。我们证明了对于一个大类的贝尔不等式，与一个贝尔不等式的量子破坏相关联的CCP的改进可以不大于从量子重新传输测量策略获得的改进。
2016-11-03 quant-ph
High-dimensional quantum communication complexity beyond strategies based on Bell's theorem
量子资源可以改善通信复杂性问题（CCP），超越其经典的约束。一种量子方法是共享纠缠并产生违反贝尔不等式的相关性，这可以帮助经典通信。第二种方法是完全依靠单个量子系统的准备、传输和测量;换句话说，量子通信。在这里，我们展示了后者在高维希尔伯特空间中优于前者的优点。我们基于面贝尔不等式，研究了一类CCP，研究了高维量子通信的优势，并在最多10维系统上实现了这种量子通信策略.实验表明，随着维数的增加，基于贝尔不等式违反的量子策略的优势越来越大。对于足够高的维度，量子通信也超越了后量子贝尔关联在宏观极限下只服从局域性的限制。令人惊讶的是，我们发现这些优势与使用非秩一投影的测量有关。我们提供了一个实验性的半设备无关证伪这样的测量在希尔伯特空间维度6。
2018-07-12 quant-ph
Bell-inequality violation with a triggered photon-pair source
在这里，我们证明，第一次，违反贝尔不等式使用触发量子点光子对源没有后选择。此外，使用时间选通以拒绝在收集不相关光更可能时发射的光子，可以将对预期贝尔状态的保真度增加到90%以上。通过对CHSH贝尔不等式的直接测量，证明了该不等式的违反，并指出量子点纠缠光子源适合于利用非局域量子关联进行通信.
2008-04-04 quant-ph
Facets of Non-locality and Advantage in Entanglement-Assisted Classical Communication Tasks
本文揭示了关联辅助经典通信中非定域性与优势的联系，利用线路切割技术提出贝尔不等式，并引入线路读取方法，在无输入Bob的制备测量场景中构建任务族，证明了非定域关联相比共享随机性的量子辅助优势。
2025-07-14 quant-ph
Tight Contraction Rates for Primitive Channels under Quantum $f$-Divergences
School of Computing National University of Singapore Singapore 117417, Singapore；Computer Engineering \& Centre for Quantum Technologies National University of Singapore Singapore 117543, Singapore；Centre for Quantum Technologies National University of Singapore Singapore 117543, Singapore
本文研究了量子f-分歧度下的原始通道收缩率，证明了局部反 Pinsker 不等式，并建立了收缩率上界与SDPI常数的关系，进一步通过量子-detailed balance条件得出界紧致性条件，应用于Petz等f-分歧度，获得新结果。
2026-05-07 cs.IT math.IT quant-ph
Authenticated Sublinear Quantum Private Information Retrieval
本文研究可认证的次线性 QPIR，借助量子相对熵等给出更紧通信下界，并提出单服务器、多服务器等后量子安全协议。
2025-07-26 cs.CR quant-ph
Classical vs. quantum communication in XOR games
在这项工作中，我们引入了量子非局域性和通信复杂性问题之间的中间设置。更准确地说，我们研究了当Alice和Bob被允许使用有限数量的单向经典通信$ω_{o.w.-c}(G)$（分别为）时XOR博弈$G$的价值。单向量子通信$ω_{o.w.-c}^*(G)$），其中$c$表示比特数（分别为量子位）。这里的关键量是商$ω_{o.w.-c}^*(G)/ω_{o.w.-c}(G)$。我们提供了一个通用的方法来获得贝尔不等式违反一般贝尔泛函的XOR游戏的商$ω_{o.w.-c}^*(G)/ω_{o.w.-2c}(G)$大于1。特别是，这允许从通信复杂性问题中找到（无界）贝尔不等式违反，其精神与Buhrman等人（2016）最近的工作相同。我们还提供了一个XOR游戏的例子，对于这个游戏，先前的商在信息量$c$方面是最优的（直到对数因子）。有趣的是，这个博弈中每个参与者只有多项式的输入。对于分离函数的经典与量子通信复杂度的相关问题，已知的实现指数分离的示例需要每方指数地多个输入。
2017-07-03 quant-ph
Analysis of Quantum Correlation in Successive Spin Measurements, Classical Communication of Spin $S$ Singlet States and Quantum Nonlocality of two Qubit Entangled States
本论文主要研究了三个方面的内容：1-对所有包含自旋测量的$s$的双自旋$s$单重态关联的经典模拟，2-连续单自旋测量中的量子关联，3-基于Cabello非定域性论证的几乎所有双量子比特纠缠态的无不等式非定域性。
2008-07-04 quant-ph
Bell inequality with an arbitrary number of settings and its applications
基于Zukowski引入的一个几何论证，导出了一个新的多集贝尔不等式，适用于多方测量的二能级系统.这推广和统一了以前的一些结果。此外，给出了一个违反该不等式的充分必要条件。结果表明，这类不可分状态不承认当地的现实描述时，两个设置不等式相比，扩展。然而，支持Peres的猜想，量子态相对于所有子系统具有正的部分转置并不违反不等式。此外，我们遵循贝尔不等式和通信复杂性问题之间的一般联系，并提出了一个量子协议与不等式，它优于最好的经典协议。
2006-10-31 quant-ph
Multiplayer XOR games and quantum communication complexity with clique-wise entanglement
XOR博弈是一个简单的计算模型，与复杂性理论的许多领域都有联系。XOR博弈最早的应用可能是在量子关联的研究中。异或博弈与格罗滕迪克不等式（Grothendieck's inequality）也有着有趣的联系，格罗滕迪克不等式是一个基本的分析定理，它表明在异或博弈中，两个共享纠缠的玩家最多可以比遵循经典策略的玩家获得一个常数因子的优势。Perez-Garcia等人表明，当参与者共享GHZ状态时，这种优势受到常数的限制。我们利用Blei和Tonge的Grothendieck不等式的多线性推广来简化第二个结果的证明，并将其推广到所谓的Schmidt态的情况，回答了Perez-Garcia等人的一个公开问题。通过该论文中给出的一个约化，这回答了Varopoulos在算子代数中的一个35年前的问题，证明了Hilbert空间上的紧算子空间是Schur积下的Q-代数。由于Carne的Grothendieck不等式的进一步推广，让我们表明，纠缠和经典值之间的差距是最多的任何多人XOR游戏中的球员被允许共享任何维度的GHZ状态和EPR对的组合是一个常数。作为我们的结果的应用，我们表明，通信复杂性的差异方法仍然是多方模型中的一个下限，其中玩家具有量子通信和上述讨论的纠缠类型。这回答了李、谢茨曼和什赖布曼的一个悬而未决的问题。
2009-11-20 quant-ph
Secret Keys Assisted Private Classical Communication Capacity over Quantum Channels
我们证明了一个正则化的公式的秘密密钥辅助容量区域的量子信道用于传输私人经典信息。这一结果与Devetak在纠缠辅助量子通信容量\cite{DHW05RI}方面的工作相平行。该公式提供了一个新的家庭协议，私人父亲协议，在资源不平等的框架下，包括私人经典通信\it{without}秘密密钥援助作为一个孩子的协议。
2008-06-21 quant-ph
The relation between the quantum games, communication complexity problems and Bell inequalities
研究了量子博弈、通信复杂性问题和贝尔不等式之间的关系。特别是，我们有兴趣回答这样一个问题：对于这些群中的一个群的每个元素，是否在另外两个群中都有一个相应的元素。我们表明，有没有这样的关系的情况下。此外，在不存在贝尔不等式的通信复杂性问题中，量子策略比经典策略具有更大的优势。
2007-10-22 quant-ph
Quantum communication complexity protocol with two entangled qutrits
我们制定了两方通信的复杂性问题，并提出了它的量子解决方案，利用两个qutrits之间的纠缠。我们证明了对于一个广泛的协议类的纠缠态可以提高解决问题的量子协议中的任何经典的一个的效率，当且仅当状态违反贝尔不等式的两个qutrits。
2002-08-16 quant-ph
Quantum-capacity bounds in spin-network communication channels
利用Lieb-Robinson不等式和量子容量在钻石范数下的连续性，我们得到了这些容量在自旋网络通信i.i.d.中可以达到的值的上界.任意拓扑的模型。从以前的结果，我们不做任何假设的编码机制，消息的发送者采用在网络上加载信息。
2019-09-30 quant-ph
On The Complete Description Of Entangled Systems Part I: Hidden Variables And The Context Communication Cost of Simulating Quantum Correlations
某些形式的量子型概率和关联的经典模拟能够违反布尔的可能经验条件，例如Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式，甚至超过Tsirelson界限。这可以通过传送对测量上下文进行编码的单个比特来实现。
2022-11-24 quant-ph
Communication Complexity Reduction from Globally Uncorrelated States
违背贝尔不等式式的纠缠态在量子信息处理中有着广泛的应用，包括秘密共享、密钥分配和分布式计算中降低通信复杂度等。在这里，我们明确地展示了某些多量子比特状态的力量，以提高合作伙伴在联合计算一些多量子比特函数的效率，尽管事实上，所有分布的粒子之间可能没有相关性。与标准的贝尔不等式相比，重要的是要强调，可以更有效地计算的函数类被拓宽了。
2012-12-11 quant-ph
Detecting entanglement of unknown states by violating the Clauser-Horne-Shimony-Holt inequality
提出一种基于违反CHSH不等式检测未知两量子比特态纠缠的方法，通过迭代生成局部测量设置最大化不等式值，数值模拟显示纯态和混合态在几次迭代后超过经典极限2。
2023-01-31 quant-ph
Long-distance quantum communication through any number of entanglement swapping operations
我们通过任意数量的中间纠缠交换操作开发了量子通信的理论和相应的数学模型，并数值求解了多达三个中间纠缠交换操作。我们的模型产生双光子干涉后选择的光子计数在中间纠缠交换站。通过参数下转换率，光子计数器的效率和暗计数率，仪器和传输损耗来适应现实的实验条件。我们计算可实现的量子通信距离，使双光子干涉的可见性超过贝尔不等式阈值。
2014-09-05 quant-ph
Entanglement polygon inequality in qudit systems
纠缠态是量子通信任务的重要资源之一。大部分结果都集中在量子比特纠缠上。我们在这项工作中的目标是描述多体高维纠缠。首先给出了$q$ -并发的纠缠多边形不等式，它反映了多体量子系统中所有“一对群”边缘纠缠之间的关系.这意味着任何三量子系统的边缘纠缠的上下界。我们进一步推广到一般的纠缠分布不等式的高维纠缠的统一的$(r, s)$熵纠缠，包括Tsallis熵，Rényi熵，和冯诺伊曼熵纠缠作为特殊情况。这些结果为在量子信息处理中刻画两体高维纠缠提供了新的思路。
2022-05-18 quant-ph
Relativistic Einstein-Podolsky-Rosen correlation and Bell's inequality
我们在相对论量子理论的框架内制定了Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）gedanken实验，以分析由移动观察者进行测量的情况。我们指出，在一定条件下，在运动观测者坐标系中，由于Wigner旋转，同向EPR自旋对的完美反关联会变差，并且在测量方向固定的情况下，Bell不等式的违背程度会随着观测者速度的增加而减小.然而，这并不意味着非局部相关性的崩溃，因为在适当选择的不同方向上保持完美的反相关性。在利用动标架中的EPR关联和贝尔不等式的违反进行量子通信时，必须考虑这种相对论效应。
2002-11-27 quant-ph
Is Communication Complexity Physical?
最近，Escherard et.他指出，两个非局域方之间的最大可能相关性是量子力学相关性，这一事实与对通信复杂性的合理限制有关。我们提供了进一步的支持，在多部的情况下的猜想。我们表明，任何多方通信的复杂性问题可以减少到微不足道的，自然是一个相当小的差距，任何数量的缔约方比量子力学的非本地。有趣的是，我们用来展示结果的多部非局部盒对应于广义贝尔不等式，它表明了局部隐变量理论的最大违反。
2007-10-31 quant-ph
Robust Bell inequalities from communication complexity
对于量子分布，贝尔不等式违反的程度有多大的问题，在过去几年里一直是许多工作的对象。我们说一个贝尔不等式是标准化的，如果它的绝对值不超过1的任何经典（即局部）分布。根据分布的输出数、输入数和共享量子态的维数，给出了这些贝尔不等式量子违反的上界和（几乎）紧下界.在这项工作中，我们重新规范化的贝尔不等式与另一个家庭：无效抵抗贝尔不等式。为了抵抗低效，Bell值对于任何本地分发都不能超过1，包括那些可以中止的分发。这使得贝尔不等式抵抗检测漏洞，而归一化的贝尔不等式抵抗一般的局部噪声。这两类贝尔不等式都与通信复杂度下界密切相关。我们展示了如何从经典和量子通信复杂性之间的任何差距中获得大的违规行为，只要使用这些下限技术证明了经典通信的下限。这导致了在输入的大小上可以是指数级的低效抵抗违规。最后，我们研究了这些贝尔不等式的抗噪声性和无效性。
2018-06-04 cs.CC quant-ph
Quantum Data Processing
我们证明了一个量子通信信道的数据处理不等式，即处理一个接收到的量子态可能永远不会增加输入和输出态之间的互信息。
1999-07-26 quant-ph
Universal scheme for violation of local realism from quantum advantage in one-way communication complexity
我们考虑通信复杂性问题和检测相关性（违反当地的现实主义）之间的关系，没有当地的隐藏变量模型。我们展示了第一个普遍的等价性，在这种类型的问题和非信号相关性的协议之间的特性。通过给出构造贝尔不等式的一般方法，并指出量子复杂性与经典复杂性之间的鸿沟导致了这些不等式的违反，从而构造了非线性二分Bell型不等式和二元观测量的强非定域性检验.我们首次得到了具有二元观测量和指数破坏的显式贝尔不等式。
2015-10-15 quant-ph
Nonlocality test of energy-time entanglement via nonlocal dispersion cancellation with nonlocal detection
能量-时间纠缠双光子源由于其强的时间相关性和非局域色散抵消能力，在量子通信、量子精密测量和量子密码学中发挥着重要作用。作为一种量子效应，非局域色散抵消通过破坏Wasak等人提出的Bell不等式[Phys. Rev. A，82，052120（2010）]，被进一步提出作为连续变量纠缠非局域性检验的替代方法.然而，到目前为止，还没有实验报告，无论是不等式违反或在长距离传输信道的单光子探测器的非局域检测，这是一个真正的非局域性测试的关键。在本文中，我们报告了一个实验实现的62公里的光纤传输后，在电信波长的一个违反的不等式与非本地检测的事件定时器和互相关算法的基础上，这表明一个成功的能量-时间纠缠的非本地测试。这为在长距离通信光纤信道和自由空间中严格检验连续变量的非定域性提供了一种新的可行性。
2019-10-05 quant-ph
Quantum Entanglement: Criteria and Collective Tests
由两个不同的子系统组成的量子系统的状态被称为可分离的，如果它可以由两个遥远的实验者通过经典的通信信道从一个共同的源接收指令来准备。导出了一个比Bell不等式更灵敏的检测量子不可分性的必要条件。此外，贝尔不等式的集体测试（即同时涉及几个组合系统的测试）有时可能导致违反贝尔不等式，即使后者在每个组合系统单独测试时得到满足。
1997-07-11 quant-ph
Bound entanglement maximally violating Bell inequalities: quantum entanglement is not equivalent to quantum security
结果表明，Smolin四比特束缚纠缠态[Phys.Rev.A，63032306（2001）]可以最大限度地违反类似于标准CHSH不等式的双设置贝尔不等式.令人惊讶的是，这种纠缠不允许安全的密钥蒸馏，所以纠缠和违反贝尔不等式都不意味着量子安全。还指出了这种束缚纠缠如何有助于降低通信复杂性。
2004-07-20 quant-ph
Device-independent quantum secure direct communication with single photon sources
量子安全直接通信（QSDC）是通过量子信道直接传输保密信息。设备无关的QSDC（Device-independent，DI）技术仅依赖于对贝尔不等式违反的观察，而不依赖于对用户设备内部工作机制的任何详细描述或信任，能够保证通信的安全性。在本文中，我们提出了一个实用的高效单光子源的DI-QSDC协议。通信双方采用预示结构从单光子开始构建纠缠信道，使得消息泄漏率与光子传输损耗无关。该协议的安全通信距离和实际通信效率分别是原协议的6倍和600倍。结合纠缠净化，双方可以构建近乎完美的纠缠通道，彻底消除消息泄露。该协议在未来的量子通信领域具有重要的应用价值。
2023-03-28 quant-ph
Hypercontractivity for Quantum Erasure Channels via Variable Multipartite Log-Sobolev Inequality
本文针对无固定状态量子信道首次证明了量子擦除信道乘积的几乎最优超收缩不等式，通过建立新颖的量子 log-Sobolev 不等式克服了矩阵非交换性困难，并应用于两方公共随机性生成的通信复杂度分析。
2025-04-30 quant-ph
Loophole-free Bell-inequality violation between atomic states in cavity-QED systems mediated by hybrid atom-light entanglement
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）；NextQuantum Innovation Research Center, Department of Physics & Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系 NextQuantum 创新中心）；Department of Physics, SRM University, Amaravati, Andhra Pradesh - 522540, India（印度安得拉邦阿马拉瓦蒂 SRM 大学物理系）；National Institute of Informatics（国立情报学研究所）
本文提出了一种可行的可扩展方法，通过混合原子光纠缠在腔基架构中测试贝尔非局域性并实现设备无关量子密钥分发，结合噪声源模型展示了当前技术可实现强贝尔不等式违反和数十公里的密钥生成。
2025-12-11 quant-ph
Entanglement Classifier in Chemical Reactions
自从Einstein，Podolsky和Rosen的开创性工作（EPR-佯谬）出现以来，作为经典物理与量子物理的本质区别的纠缠现象受到了理论和实验的广泛关注。近年来，随着量子隐形传态、量子通信、量子密码学和量子计算等技术的发展，人们对量子纠缠的理解和产生了极大的兴趣。虽然大部分的工作都集中在证明纠缠违反了著名的贝尔不等式及其离散测量的推广，但最近很少有人尝试关注连续测量结果。在这里，我们已经开发了一个通用的实用不等式来测试纠缠的连续测量结果，特别是散射的化学反应。在我们解释了如何在散射实验中实现这个新的不等式来分类纠缠之后，我们提出了一个特定的化学反应来测试这个不等式的违反。该方法具有通用性，可用于连续测量结果的纠缠分类。
2019-04-01 quant-ph
A Hypercontractive Inequality for Matrix-Valued Functions with Applications to Quantum Computing and LDCs
Bonami-Beckner超压缩不等式是布尔立方体上实值函数Fourier分析的有力工具。在本文中，我们提出了一个版本的这个不等式的矩阵值函数的布尔立方体。它的证明是基于一个强大的不等式球，卡伦，和Lieb。我们还提出了一些应用程序。首先，我们分析了将$n$经典比特编码为$m$量子比特的映射，以这种方式，通过对量子编码进行适当的测量，可以以一定的概率恢复每组$k$比特;我们表明，如果$m<0.7 n$，则成功概率在$k$中呈指数级小。这个结果可以看作是Nayak量子随机存取码界的直积形式。这反过来又暗示了单向量子通信不相交性复杂性和其他问题的强直积定理。其次，我们证明了纠错码是本地解码2查询需要长度指数的长度编码字符串。这给出了可以说是第一个"非量子“的证明，证明了最初由克伦特罗和德沃尔夫使用量子信息理论得出的结果，并回答了特雷维桑的一个问题。
2008-08-14 quant-ph
A generalization of the Entropy Power Inequality to Bosonic Quantum Systems
在大多数通信方案中，信息是通过电磁辐射的传播模式来传输的。这些模式不可避免地受到沿任何物理传输介质的环境噪声的影响，并且通信信道的质量在很大程度上取决于在输出处可实现的最小噪声。对于经典信号，这样的噪声可以严格量化的相关香农熵，它是一个基本的下限称为熵功率不等式。然而，电磁场是量子力学系统，特别是在低强度信号中，信息载体的量子性质不能被忽视，经典信息理论中的许多重要结果需要对量子机制进行非平凡的扩展。在这里，我们证明了一个可能的推广的熵功率不等式的量子玻色子系统。这个不等式在量子信息理论中的影响是潜在的大，并在这项工作中考虑了一些相关的含义。
2015-05-07 math-ph math.MP quant-ph
Asymptotic violation of Bell inequalities and distillability
一个多体量子态渐近地违反了一个贝尔不等式，如果在用一般的局部操作联合处理它的任意大数量的副本之后，结果违反了该不等式。在二分的情况下，我们表明，渐近违反的CHSH-不等式是等价的可验证性。在多体情况下，我们考虑了每个点有两个二分观测量的全相关贝尔不等式，也称为WWZB-不等式。我们表明，渐近违反任何这些不等式的多体状态意味着纯态纠缠可以从它蒸馏，虽然相应的蒸馏协议可能需要一些缔约方加入到几个群体。我们还得到了由测量具有两个二分观测量的$N$量子系统产生的分布集的极值点。研究表明，当考虑预处理后任何贝尔不等式的违反时，确定性LOCC或随机局部操作（无通信）就足够了。
2006-08-11 quant-ph
Einstein-Podolsky-Rosen correlation in gravitational field
在广义相对论的框架下，研究了引力场中量子通信的Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）关联的性质.加速度和引力的存在使同向EPR自旋对的完美反关联变差，并明显降低了Bell不等式的违反程度。为了保持完美的EPR相关性和贝尔不等式的最大违反，观测者必须在适当选择的不同方向上测量自旋。哪个方向是合适的取决于粒子的速度、时空的曲率和观测者的位置。在黑洞的事件视界附近，适当的方向非常敏感地依赖于观察者的位置，以至于在确定观察者位置时，即使非常小的不确定性也会导致量子通信中的致命错误，除非观察者与粒子一起落入黑洞。
2003-12-19 quant-ph
An experimental proposal certification for any three-qubit generalized Greenberger-Horne-Zeilinger states based on the fine-grained steering inequality
本文提出了在光子系统中制备任意三量子比特广义GGHZ态的实验方案，通过调整偏振光学元件和波片角度观察最大量子违背，并可扩展至高维和多光子GHZ态以研究复杂多方量子协议。
2024-12-26 quant-ph
Quantum Advantage on Information Leakage for Equality
我们证明了一个下界的信息泄漏的任何经典协议计算等式功能的同时消息传递（SMP）模型。我们的界限是有效的，在有限长度制度，是强大的，足以证明量子优势，在实际的量子协议的信息泄漏。我们证明了我们的界限，通过获得一个改进的有限大小版本的通信界由于Babai和Kimmel，随机通信的SMP模型中的确定性通信。然后，我们通过一系列的减少信息泄漏随机通信。我们首先提供了信息泄漏的替代表征，使我们能够将其链接到平均长度的通信，同时允许共享的随机性（成对的，与裁判）。马尔可夫不等式将其与有限长度通信联系起来，纽曼类型的参数允许我们从共享随机性到私有随机性。唯一的减少，我们招致超过一个对数加法因子是在马尔可夫不等式，特别是，我们的压缩方法基本上是紧密的SMP模型与平均长度的通信。
2016-07-26 cs.CC quant-ph
The multimode conditional quantum Entropy Power Inequality and the squashed entanglement of the multimode extreme bosonic Gaussian channels
本文证明多模条件量子熵功率不等式，并据此为多模极端玻色高斯信道及一大类玻色高斯态的压缩纠缠建立新的下界，突破该下界难以证明的障碍，推动玻色量子通信研究。
2025-07-07 math-ph math.MP quant-ph
The one-way communication complexity of the Boolean Hidden Matching Problem
我们给出了布尔隐匹配问题[BJK 04]的随机单向通信复杂性的Ω（\sqrt{n}）的一个紧下界。由于该问题存在O（\log n）量子比特的量子单向通信复杂度协议，我们得到了部分函数的量子和经典单向通信复杂度的指数分离. Gavinsky，Kempe，de Wolf [GKdW06]独立获得了类似的结果。我们的下界是通过傅立叶分析，使用Kahn Kalai和Linial [KKL 88]的傅立叶系数不等式得到的。
2006-07-25 cs.CC quant-ph
Gaussian optimizers and other topics in quantum information
本论文的主要内容是证明量子高斯信道的两个基本熵不等式。量子高斯信道对电磁波在量子体系中通过光纤和自由空间的传播进行建模，并提供数学模型来确定用于通信和量子密钥分发的量子通信设备可实现的最大速率。本文证明的第一个不等式是量子熵幂不等式，它给出了分束器的输出熵或压缩熵的一个下界。第二个不等式指出，高斯态使单模量子高斯衰减器的输出熵在具有给定熵的所有输入态中最小化，这是量子通信理论中的一个长期猜想。将该不等式推广到多模衰减器将确定其三重折衷区域和其用于到两个接收器的广播通信的容量区域。本论文在高斯量子信息、量子统计力学和相对论量子信息等方面做了进一步的研究。其中最重要的结果涉及本征态热化假说（ETH）。ETH是量子统计力学中的一个假设，它指出如果我们只能访问系统，则系统+浴化合物的哈密顿量的本征态看起来是热态。我们证明，ETH必须持有，如果系统热化的任何初始产品状态的系统+浴化合物与一个明确定义的温度。
2017-10-25 math-ph math.MP quant-ph
A new exponential separation between quantum and classical one-way communication complexity
我们提出了一个新的例子，部分布尔函数的单向量子通信的复杂性是指数低于其单向经典通信的复杂性。这个问题是以前研究过的子群成员问题的自然推广：Alice收到一个比特串x，Bob收到一个置换矩阵M，他们的任务是确定Mx=x还是Mx远离x。证明使用傅立叶分析和Kahn，Kalai和Linial不等式。
2011-04-26 cs.CC quant-ph
