Finite-Size Security Bounds in Semi-Quantum Key Distribution: Spectral, Operator-Theoretic, and Entropic Perspectives
本文从谱扰动、算子约化和熵权衡三个视角推导半量子密钥分发的有限尺寸安全性界，给出基于集中不等式的实用参数估计方法。
2025-10-07 quant-ph
Optimized entropic uncertainty relation for successive measurement
在量子力学的发展史上，为了适应海森堡不确定原理的不同操作意义，人们引入了各种类型的不确定关系。我们推导出一个优化的熵不确定性关系（EUR），量化的量子不确定性的连续测量的情况下的量。EUR表征了当通过连续测量来测量量子态的两个不同量时，它们的可测量性的限制。我们发现，该界量化的两个测量之间的信息，并施加一个条件，这是一致的最近派生的误差干扰关系。
2014-01-06 quant-ph
Rényi and Tsallis formulations of noise-disturbance trade-off relations
我们解决了量子测量中的噪声和干扰的信息论方法。相应的概率分布的性质的特点是通过Rényi和Tsallis熵。介绍了噪声和干扰的相关信息论测度。这些定义是基于条件熵的概念。为了激励引入的措施，条件Rényi和Tsallis熵的一些重要性质进行了讨论。对于一对可观测量，存在几种熵不确定关系的公式。噪声和干扰的权衡关系推导出这样一种已知的配方的基础上。
2016-03-02 quant-ph
A disturbance tradeoff principle for quantum measurements
我们证明了一个基本原则的干扰权衡量子测量，沿著名的不确定原理：与测量有关的干扰进行不同但相同的准备合奏系统在一个纯态不能都任意小。事实上，我们表明，与一组投影测量相关联的干扰的平均值严格大于零时，相关的可观没有一个共同的特征向量。对于这样的测量，我们表现出的保真度和熵的不确定性权衡制定的Tsallis熵（$T_{2}$）方面的干扰权衡之间的等价性。我们还研究了与非投影测量类相关的干扰，其中干扰权衡和不确定性权衡之间的差异表现得很清楚。
2014-10-17 quant-ph
Experimental investigation of the entanglement-assisted entropic uncertainty principle
不确定原理是量子力学的一个重要方面，它限制了在获得定义量子粒子的两个互补变量的精确结果时所涉及的不确定性。近年来，用熵表示的不确定原理被推广到量子纠缠的情形。利用先前获得的感兴趣粒子的量子信息，可以精确地预测两个非对易观测量的结果，这极大地推广了不确定性关系。在这里，我们实验研究了纠缠辅助熵不确定原理的一个完全的光学设置。在存在准最大纠缠时，不确定性接近于零。新的测不准关系被进一步用来证明纠缠。验证的熵不确定性关系提供了一个有趣的观点，因为它意味着不确定原理不仅是观测依赖的，但也是依赖的。
2012-04-23 quant-ph
Relative entropic uncertainty relation
量子不确定性关系是用测量结果分布与具有最大熵的合适参考分布之间的相对熵来表示的。这种类型的熵不确定性关系可以直接应用于具有离散或连续谱的可观测量。我们发现一个相对熵的和是有界的，从上面的一个非平凡的方式，我们说明了一些例子。
2021-06-04 quant-ph
Allowed region and optimal measurement for information versus disturbance in quantum measurements
我们提出了图的信息与干扰的一般量子测量完全未知的状态。每一条信息和干扰通过两个度量来量化：（i）信息的香农熵和估计保真度以及（ii）干扰的操作保真度和物理可逆性。这些措施是计算一个单一的结果，并绘制在四种类型的信息-干扰平面，以显示其允许的区域。此外，我们讨论了这些指标的图形平均在所有可能的结果和最佳的测量时，饱和的上界的信息为一个给定的干扰。这些结果大大拓宽了量子测量中信息和扰动之间权衡的视角。
2017-05-04 quant-ph
Entropic uncertainty relations for successive generalized measurements
我们推导出熵的不确定性关系的连续广义测量通过使用一般的描述量子测量在两个{独特的操作}的情况下。在第一种情况下，通过将{两个连续测量}合并为一个，我们认为连续测量方案是执行整体{复合}测量的方法。在第二种情况下，另一方面，我们认为它是一种方法来测量一对联合可测量的可观测量的边缘化在这个计划中获得的分布。在这项工作的过程中，我们确定，限制一个人的能力，通过这个计划来测量低不确定性从内在的不清晰度在每个场景中获得的观测。特别是，对于吕德斯仪器，第一次测量对第二次测量造成的干扰至少与组成连续测量的可观测量的不相容性一样多。
2018-01-03 quant-ph
A New High-Dimensional Quantum Entropic Uncertainty Relation with Applications
在本文中，我们推导出一个新的量子熵的不确定性关系，约束条件光滑量子最小熵的测量结果的基础上，使用两个结果POVM和一个经典的抽样策略的失败概率。我们的关系适用于任意有限维的系统。我们应用它来分析一个新的与源无关的量子随机数生成协议，并表明我们的关系提供了乐观的结果相比，以前的工作。
2020-05-23 quant-ph
Noise and Disturbance of Qubit Measurements: An Information-Theoretic Characterisation
最近引入了与量子测量相关的噪声和对系统状态的相应扰动的信息论定义[F. Buscemi等人，物理修订信函112，050401（2014）]。这些定义是不变的测量结果的重新标记下，并借给自己很容易制定的状态独立的不确定性关系的联合估计的观测值（噪声-噪声关系）和噪声干扰权衡。在这里，我们推导出这样的关系，不兼容的量子位观测，我们证明是紧的情况下，联合估计，目前的进展充分表征的噪声干扰权衡。在这样做时，我们表明，可获得的噪声噪声值为这样的观测值的集合是凸的，而可获得的噪声扰动值的集合的简化形式不是。此外，投影测量相对于联合测量噪声或噪声干扰权衡不是最佳的。有趣的是，在前一种情况下似乎需要四个结果的测量，而在后一种情况下，三个结果的测量是最佳的。
2016-12-13 quant-ph
Limits on entropic uncertainty relations for 3 and more MUBs
我们考虑熵的不确定性关系的测量结果的量子态在3个或更多的相互无偏基地（MUBs），选择从标准建设的MUBs在素维。我们表明，对于任何选择的3个MUBs和至少一个选择的一个更大的MUBs，最好的可能熵的不确定性关系只能略好于一个平凡的关系由Maassen和Uffink（PRL，1987）为2基地。
2010-07-16 quant-ph
Entropic uncertainty relations and entanglement detection from quantum designs
该研究聚焦具有设计结构的量子测量，推导了改进的Rényi熵不确定关系，同时利用相关特性得到多体纠缠探测判据，丰富了量子信息领域的理论工具。
2023-12-15 quant-ph
Holevo bound of entropic uncertainty relation under Unruh channel in the context of open quantum systems
不确定原理是量子力学最重要的特征，可以称之为量子力学的心脏。该原理为两个不相容测量的不确定度设定了一个下限。在量子信息理论中，这一原理用熵测度来表示。把粒子看作量子记忆，可以改变熵的不确定性界限。本文研究了相对论运动下的熵测不准关系。在相对论不确定性博弈中，Alice和Bob在两个观测量$\hat{Q}$和$\hat{R}$上达成一致，Bob准备一个量子态下的自由费米子模构造的粒子并将其发送给Alice，发送后Bob开始以加速度$a$运动，然后Alice对她的粒子$A$进行测量并向Bob宣布她的选择，其任务是最小化测量结果的不确定性。由于最初存储在B中的信息丢失，我们将不可避免地增加Alic测量结果的不确定性。在这项工作中，我们把Unruh效应看作是一种量子噪声，我们将把它描述为一个量子信道。
2018-09-28 quant-ph
Entropic uncertainty relations for multiple measurements
给出了量子力学中多测量设置下的熵不确定关系。这些不确定性关系，获得了两种情况下，有和没有量子存储器的存在。它们具有简洁的形式，可以用统一的方法证明，并且易于计算。我们的结果恢复了两个观测量的熵不确定性关系，这表明了两个不相容测量结果的不确定性。这些测不准关系不仅适用于量子理论的基础，而且适用于许多量子密码协议的安全性。
2014-11-23 quant-ph
Joint measurability, steering and entropic uncertainty
在量子理论中，测量不相容的概念与相应的经典观点形成鲜明对比，在经典观点中，所有的物理可观测量都是联合可测量的。研究量子场景中两个或多个测量的结果是否可以从经典的角度来感知，或者它们仍然表现出非经典的特征，是很有意义的。显然，可交换的可观测量可以联合使用投影测量和他们的统计结果可以辨别经典。然而，这种简单的思想协会的兼容性的测量与交换性原来是有限的扩展框架，其中通常的概念，尖锐的投影值测量的自伴观测得到扩大，包括非尖锐的测量构成正算子值的措施（POVM）的广义观测。最近有一个研究活动的浪潮，通过非尖锐的可观测量的联合可测性来获得新的物理见解。在这里，我们探索了当鲍勃的纠缠量子存储器仅限于记录联合可测量的POVMs的结果时（爱丽丝系统的）一对离散可观测量的熵不确定性关系。在联合可测性制度，与爱丽丝的测量结果相关联的熵的总和-条件的结果登记在鲍勃的结束-受到约束，以服从一个熵转向不等式。在这种情况下，鲍勃的不可操纵性反映了他无法以更好的精度预测爱丽丝的一对非对易观测值的结果，即使它们共享纠缠态。作为进一步的结果，量子优势设想的安全证明在密钥分发的建设失去了，当鲍勃的测量被限制到联合可测性制度。
2014-12-02 quant-ph
Reducing the entropic uncertainty lower bound in the presence of quantum memory via local operation and classical communication
不确定原理为在一个粒子上测量的两个不相容的观测量的不确定性设定了下限。通过将粒子看作与被测粒子纠缠的量子存储器，可以降低不确定性下限。在本文中，我们考虑了一个三方的情况下，一个量子态已共享之间的爱丽丝，鲍勃和查理。Bob和Charlie的目标是最小化Charlie关于Alice测量结果的下界。为了达到这个目的，他们通过基于本地操作和经典通信的合作策略，将他们与爱丽丝的相关性集中在查理的身边。我们得到的下界查理的不确定性爱丽丝的测量结果集中后的信息，并比较它与下界没有集中的信息在一些例子中。我们还提供了一个物理解释的熵不确定性下界的基础上密集的编码能力。
2016-06-20 quant-ph
Information-Disturbance Theorem for Mutually Unbiased Observables
我们得到一个新版本的信息扰动定理相互无偏观测。我们表明，Eve的信息增益不可避免地使Bob在共轭基上的结果不仅是错误的，而且是随机的。
2006-02-05 quant-ph
Controlling the entropic uncertainty lower bound in two-qubit systems under the decoherence
不确定原理是量子力学的一个固有特性。这一原则可以用各种形式表述。基本上，这个原理可以用测量的可观测值的标准偏差来表示。在量子信息理论中，表达熵不确定关系的优选数学量是香农熵。在这项工作中，我们考虑广义熵的不确定性关系，其中有一个额外的粒子作为量子存储器。Alice测量她的粒子$A$，Bob用记忆粒子$B$预测Alice的测量结果。研究了在弱测量和测量反转情况下环境对熵不确定度下界的影响。本工作的动力学模型是：首先对量子系统进行弱测量，然后退相干对系统产生影响，最后对量子系统进行测量反转。在这里，我们考虑广义振幅阻尼信道和去极化信道作为环境噪声。我们将证明，在弱测量和测量反转的存在下，尽管存在环境因素，熵的不确定性下限下降到一个最佳的最小值。事实上，弱测量和测量反转增强了子系统$A$和$B$之间的量子关联，从而Bob关于Alice的测量结果的不确定性降低。
2018-12-23 quant-ph
Tight Entropic Uncertainty Relations
University of Pavia（帕维亚大学）；INFN Sez. Pavia（意大利国家核物理研究所帕维亚分部）
本文提出一种优于Maassen-Uffink界的态无关下界γ_s，并在参数s→2时对所有A,B渐近紧致，且可推广至Renyi熵。
2026-07-03 quant-ph
Entropic Test of Quantum Contextuality
利用经典测量结果的条件熵研究了三能级量子系统的上下文性。首先，我们分析构建的最小配置的测量所需的，以揭示上下文。其次，我们建立了一个熵关联不等式，类似于Braunstein和Caves在[Phys. Rev. Lett.]中导出的熵贝尔不等式。{ \bf 61}，662（1988）]，这必须由所有非语境理论满足。我们发现违反这一不等式的最佳测量。该方法易于扩展到更高维的量子系统和更多的测量。我们的理论研究结果可以在实验室中用现有技术进行验证。
2012-07-12 quant-ph
Uncertainty relations from simple entropic properties
不确定性关系提供了对不相容测量的结果如何预测的约束，并且，以及对我们理解量子理论的基础，它们具有实际应用，例如密码学和见证纠缠。在这里，我们揭示了这些关系的熵形式，表明它们遵循一些简单的熵性质，包括数据处理不等式。我们证明这些关系，而不依赖于熵的精确表达式，因此表明，一个单一的技术适用于几个熵量，包括冯诺伊曼熵，最小和最大熵和Renyi熵。
2012-04-16 quant-ph
Quantum and classical entropic uncertainty relations
在预测非对易量子可观测量的测量结果时，有多少不确定性是真正的量子力学的？我们提供了一个自然的总熵不确定性的两个非对易观测到一个经典的组件，和一个内在的量子力学组件的分解。我们表明，在一个状态的总量子分量是从来没有下限或上限的任何状态无关的数量，而是承认“纯度为基础的”下界，推广熵的公式，如Maassen-Uffink关系。这些关系揭示了在任何有限维状态下量子随机性和经典随机性之间的非平凡相互作用。
2014-04-30 quant-ph
Certainty in Heisenberg's uncertainty principle: Revisiting definitions for estimation errors and disturbance
我们重新定义的误差和干扰最近使用的误差-干扰不等式导出的小泽和其他人表示他们在约化系统空间。将定义解释为均方偏差依赖于一个隐含的假设，该假设通常与Bell-Kochen-Specker-Spekkens上下文定理不相容，并且导致在非正半定联合准概率分布上平均偏差。对于无偏测量，误差承认一个具体的解释为分散在估计的平均值引起的测量模糊。我们演示了如何直接测量不仅这个分散，而且每个可观察的时刻与相同的实验数据，从而证明完美的分布估计可以有非零误差根据这一措施。我们的结论是，使用这些定义的不等式不捕捉海森堡的epperial不等式的精神，但确实表明分散和干扰之间的性质不同的关系，是适当的合奏被探测的所有结果的设备。为了与海森堡的讨论重新连接，我们提出了误差和扰动的替代定义，这些定义是单一装置结果所固有的。这些定义自然地涉及到该结果的追溯和禁止状态，并产生与传统海森堡关系相同形式的互补和误差扰动不等式。
2014-03-01 quant-ph
Entropic Uncertainty for Biased Measurements
针对两个测量基彼此有偏时标准熵不确定性关系无法提供最优下界的问题，推导出一种新的熵不确定性关系，并在包括有偏测量设备的BB84等量子密码协议中证明其能产生更高的密钥率。
2023-05-16 quant-ph
Quantum Sampling and Entropic Uncertainty
在本文中，我们展示了一个有趣的量子采样技术和量子不确定性之间的联系。也就是说，我们使用量子采样技术，介绍了Bouman和Fehr，推导出一种新的熵的不确定性关系的基础上光滑的最小熵，二进制香农熵的观察结果，和一个经典的采样策略的失败概率。然后，我们展示了我们的新关系的两个应用。首先，我们用它来开发一个简单的证明版本的Maassen和Uffink的不确定性关系。其次，我们展示了如何将其应用于量子随机数生成。
2019-11-13 quant-ph
Tightening the entropic uncertainty bound in the presence of quantum memory
不确定原理是量子物理学中的一个基本原理。这意味着两个不相容观测量的测量结果不能同时被预测。在量子信息理论中，这个原理可以用熵测度来表示。波塔\emph{et al}。[ \href{http://www.nature.com/doifinder/10.1038/nphys1734}{ Nature Phys. 6, 659 (2010) } ]指出，不确定性边界可以通过将粒子视为与初级粒子相关的量子存储器来改变。在这篇文章中，我们得到了熵的不确定性在量子存储器的存在下，通过增加一个额外的项依赖于Holevo量和互信息。我们的结论是，我们的下限将收紧相对于Berta \emph{et al.}，测量结果的可访问信息小于联合状态的互信息。已经研究了一些例子，我们的下限比Berta的\emph{et al.}下限更紧。利用我们的下界，得到了二体量子态形成纠缠的一个下界，以及正则化可消公共随机性的一个上界。
2016-06-20 quant-ph
Tight entropic uncertainty relations for systems with dimension three to five
我们考虑具有维度$d=3,4,5$的系统的两个（自然）可观测量$O_k$族：自旋可观测量$S_x$、$S_y$和$S_z$，以及具有相互无偏基作为本征态的可观测量。我们推导出这些家庭的紧密熵的不确定性关系，在形式$\sum_kH(O_k)\geqslantα_d$，其中$H(O_k)$是香农熵的测量结果的$O_k$和$α_d$是一个常数。我们表明，我们的大多数边界是强于以前已知的。我们也给出了达到这些不等式的状态的形式。
2017-01-16 quant-ph
Tight steering inequalities from generalized entropic uncertainty relations
我们建立了熵的不确定性关系，爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向，和联合可测性之间的一般连接。具体地说，我们从任何熵的不确定性关系，后者满足两个自然属性构造督导不等式。得到了基于Rényi熵的转向不等式。在许多情况下，使用最大熵和最小熵，这些结果是紧密的。考虑到转向测试与两个噪声测量，我们的不等式准确地恢复噪声阈值的可操纵性。这是任何一对量子位2-结果测量的情况，以及任何维度中的相互无偏基础对的情况。这表明，易于评估的量（如熵）可以最佳地见证转向，尽管它们是底层统计数据的粗粒度表示。
2018-12-19 quant-ph
Improved entropic uncertainty relations and information exclusion relations
不确定原理可以用熵项来表示，同时也考虑了纠缠在减少不确定性方面的作用。相反，信息排除原理限制了在一个物理系统和第二个参考系上的不兼容测量结果之间可能存在的相关性。我们提供了一个更严格的公式的不确定原理和信息排除原理，与直接应用，例如，量子密钥分发的安全性分析、纠缠估计和量子通信。我们还强调一个根本的区别观测量的互补性方面的不确定性和信息。
2014-02-18 quant-ph
An operator-based bound on information and disturbance in quantum measurements
University of Exeter（埃克塞特大学）；Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）
本文通过操作符描述量子测量的信息获取与最小干扰，利用单位ary操作符定义干扰统计的紧上界。
2026-05-15 quant-ph
Spin-outcome correlations and memory-assisted entropic uncertainty in Bhabha scattering with an entangled spectator
State Key Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Protection Technology, School of Physics, Anhui University（安徽大学光电信息获取与保护技术国家重点实验室物理学院）
该研究针对含纠缠旁观者的巴巴散射，分解记忆辅助熵不确定度，发现高能背散射时初始B-C纠缠可通过增强与旁观者C的自旋关联降低总不确定度，明确两类粒子作为量子记忆的不同作用。
2026-10-09 hep-th quant-ph
Fine-grained lower limit of entropic uncertainty in the presence of quantum memory
由熵形式的不确定原理设定的对粒子的两个非对易观测量进行测量获得精确结果的限制，可以在量子存储器的存在下减少。我们推导出一个新的熵的不确定性关系的基础上细粒度，这导致在量子存储器的存在下，在两个不兼容的可观测量进行测量的精度达到了一个最终的极限。我们表明，我们推导出的不确定性关系收紧了熵不确定性的最大混合边缘的两个量子比特状态类的成员的下限集，同时考虑到最近的实验结果，使用最大纠缠纯态和混合贝尔对角态。我们的不确定性关系的量子密钥生成协议的安全性的影响。
2012-12-17 quant-ph
Entropic uncertainty assisted by temporal memory
不确定原理给出了测量非对易观测量的精度的内在量子界限。不相容观测量测量的统计结果揭示了相应熵之和的权衡。Massen-Uffink entropic uncertainty relationship（Massen-Uffink entropic uncertainty relationship）60，1103（1988））限制了与不兼容测量相关联的熵的总和。在量子存储器中的熵不确定原理（Nature Phys. 6，659（2010））带来了一个迷人的转折，它表明由于纠缠而启用的量子边信息有助于击败非对易观测值的不确定性。在这里，我们探讨时间相关性和不确定性之间的相互作用。我们表明，在不同时间对同一量子系统的连续观测所获得的先验量子时间信息的帮助下，熵的不确定性范围得到了减小。
2013-11-08 quant-ph
Tight bounds from multiple-observable entropic uncertainty relations
该研究利用基于局部测量联合香农熵的熵不确定关系，分析二部与多粒子系统的可加性，提出两类熵不等式，证明可加性仅对两可观测量EUR成立，并将其应用于二部及三量子比特系统。
2024-01-31 quant-ph
Quantum-memory-assisted entropic uncertainty principle under noise
当粒子与量子记忆最大纠缠时，可以精确地预测粒子上两个不相容的可观测量的测量结果，如最近量化的[Nature Phys.6，659（2010）]。我们探讨的行为的不确定性关系的影响下，当地单位和nonunital噪声信道。单位噪声只会增加不确定性，而振幅阻尼非单位噪声则可以在长时间内惊人地减少不确定性。这种违反直觉的现象可以通过量子关联与局域测量后的最小缺失信息之间的不同竞争机制来证明。
2012-03-15 quant-ph
Experimental testing of entropic uncertainty relations with multiple measurements in pure diamond
量子力学的一个独特特征是海森堡不确定原理，它指出两个不相容测量的结果不能同时达到任意精度。在量子信息的信息论背景下，不确定原理可以表述为二维系统中一个量子比特（qubit）的两个测量的熵不确定关系。研究了高维多测量量子态的新的熵不确定度关系，其不确定度界比两个测量设置下的不确定度界更紧，并且不能由有或没有量子存储器的量子比特系统产生.在这里，我们报告的第一个室温实验测试的熵的不确定性关系与三个测量在一个自然的三维固态系统：在纯金刚石的氮空位中心。实验结果证实了熵不确定度关系的多次测量。我们的结果更精确地证明了量子力学的基本不确定原理。
2015-10-13 quant-ph
On a generalized entropic uncertainty relation in the case of the qubit
我们重温广义熵公式的不确定原理的任意一对量子观测在二维希尔伯特空间。Rényi熵被用来作为不确定性的测量与分布概率对应的观察结果。本文给出了任意一对（正）熵指数（α，β）的Rényi熵和的紧下界的一般表达式.因此，我们克服了Riesz-Thorin定理对熵指数的Hölder共轭约束。此外，我们还给出了α-β平面上正方形[0，1/2] x [0，1/2]内紧界的解析表达式和直线β= α上紧界的半解析表达式.可以看出，以前的结果被包括作为特殊情况。此外，我们提出了一个分析，但次优的任何一对指数的界限。在所有情况下，我们提供最小化状态。
2013-06-03 quant-ph
Entropic Accord: A new measure in the quantum correlation hierarchy
量子关联通常是指在适当的测量下两个或多个局部子系统所表现出的相关性。这些相关性超出了经典统计学和相关的经典概率分布的框架。量子纠缠是这种关联中最著名的一种，在量子信息理论中起着重要的作用。然而，存在非纠缠态，它们仍然具有量子关联，这不能用经典统计描述。一个能够捕捉到这些非经典相关性的度量就是不和谐。在这里，我们引入了一种新的量子相关性度量，我们称之为熵一致性，它介于纠缠和不和谐之间。它被定义为双方之间的投影测量结果的最优极小极大互信息。我们证明了两量子比特态的纠缠、熵一致和不协调之间存在严格的等级关系。我们研究了两个量子比特态，它显示了三个熵量之间的关系。除了揭示一类与不和谐和纠缠不同的相关性之外，熵一致性度量在某些情况下本质上更直观。
2022-11-08 quant-ph
Non-unity gain minimal disturbance measurement
我们提出并实验证明了一个最佳的非单位增益高斯部分测量的一个未知的相干态，造成最小的状态干扰的计划。信息增益和状态扰动分别通过加到测量结果和输出状态的噪声来量化。我们推导出两种噪声之间的最佳折衷关系，我们表明，该折衷是饱和的非单位增益隐形传态。最佳的部分测量实验证明使用线性光学计划与前馈。
2007-06-12 quant-ph
Protecting the entropic uncertainty lower bound in Markovian and non-Markovian environment via additional qubits
不确定原理是量子理论中的一个重要原理。基于这一原理，不可能同时预测两个不相容观测量的测量结果。不确定原理基本上是用被测可观测量的标准差来表示的。在量子信息论中，不确定原理可以用香农熵来表示。将粒子看作与被测粒子相关的量子记忆，可以改变内位不确定度的下限。我们假设量子存储器是一个开放系统。我们还选择了与公共库相互作用的$N$量子位作为量子存储器。在这项工作中，我们研究了库中附加量子比特的数量对熵不确定性下限的影响。我们得出结论，熵不确定性下限可以通过增加库中的额外量子比特的数量来保护。
2019-11-08 quant-ph
The Link between Entropic Uncertainty and Nonlocality
量子物理学最吸引人的两个特征是不确定原理和非定域关联的出现。不确定原理指出，在量子系统上存在不相容的测量对，使得它们的结果不能同时被预测。另一方面，在不同位置的测量结果的非局域相关性不能用经典物理解释，但出现在纠缠的存在。在这里，我们表明，这两个基本的量子效应定量相关。也就是说，我们提供了一个熵的不确定性关系的两个二进制测量的结果，其中的不确定性的下限量化的最大克劳泽-霍恩-希莫尼-霍尔特值，可以实现这些测量。我们讨论了这种不确定性关系在量子密码学中的应用，特别是使用不可信设备来证明量子源。
2012-07-20 math-ph math.MP quant-ph
Control of quantum memory assisted entropic uncertainty lower bound for topological qubits in open quantum system through environment
不确定原理是澄清经典理论和量子理论之间区别的最重要的问题之一。这一原理限制了我们精确预测两个不相容观测量的测量结果的能力。不确定原理可以通过两个观测量测量结果的概率分布的香农熵来表述。结果表明，通过引入一个与被测粒子$A$相关的附加粒子作为量子存储器$B$，可以改善内位不确定性的界.在这项工作中，我们考虑的情况下，量子存储器和测量粒子的拓扑量子比特的记忆辅助熵的不确定性。在我们的方案中，拓扑量子存储器$B$，被认为是一个开放量子系统，它与周围的相互作用。这个模型的动机与这样一个事实有关，即记忆辅助熵不确定性关系的基础上构建的量子存储器$B$和测量粒子$A$之间的相关性。从这个意义上说，当$A$和$B$之间的相关量很大时，持有量子存储器$B$的Bob可以更准确地预测Alice对粒子$A$的测量结果。在这里，我们要找到的量子存储器与其周围环境相互作用的环境效应对不确定性的影响。在这项工作中，我们将考虑欧姆类费米和玻色子环境。我们还研究了费米和玻色子环境对量子密钥分发协议中Alice和Bob每态可提取的密钥量的下界的影响。
2019-07-23 quant-ph
Competitions between quantum correlations in the quantum-memory-assisted entropic uncertainty relation
借助于量子存储器，可以减小量子系统的两个不相容的可观测量的测量结果的不确定性。我们通过考虑一个与量子存储器和被测量子系统相连的额外量子系统来研究这种测量不确定性。另一方面，我们发现量子记忆引起的不确定性界的减少意味着第三个参与者的不确定性界的增加。我们还表明，不确定性界的性质可以从量子关联和经典关联的角度来看待，特别是，不确定性界的行为是各方之间各种关联竞争的结果。
2013-02-14 quant-ph
Entropic uncertainty and measurement reversibility
来自[Berta et al.，6，659（2010）]是与量子力学的两个显著特征相关的统一原理：由于测量不相容性引起的量子不确定性和纠缠。在这些关系中，量子不确定性采取准备不确定性的形式，其中应用两个不相容测量之一。特别是，EUR-QSI中的“不确定性见证”下限不是测量后状态的函数。来自[Coles et al.，物理修订信函108，210405（2012）]利用了量子力学假设的基本数学推论，该推论被称为在量子信道下量子相对熵的不增加。在这里，我们利用这个角度来建立一个紧缩的EUR-QSI增加了一个新的状态依赖项的下限，以及如何可以逆转的量子测量的行动。因此，该新项是测量后状态的直接函数，并且可以被认为是量化给定测量引起的干扰程度。因此，我们的结果定量地统一了量子力学的这一特征与上述其他特征。我们已经在IBM量子体验上对我们的理论预测进行了实验测试，并发现我们的预测与实验结果之间存在合理的一致性。
2016-05-31 quant-ph
Disturbance by optimal discrimination
我们讨论的干扰测量明确区分给定的候选状态。我们证明，这样的最佳测量必然会改变可区分的状态不可区分时，得到不确定的结果。Chefles~[Phys. Lett. A 239，339（1998）]在对量子测量的类和对最优性的定义的限制下。我们的定理消除了这些限制，也适用于无穷多个候选状态。结合我们以前的结果，可以得到产生这些态的具体数学条件。该方法可以在除了状态判别之外的上下文中具有各种各样的应用。
2018-01-15 quant-ph
Entropic uncertainty relations for quantum information scrambling
两个量子算符的不一致有多剧烈？不同的物理学领域具有不同的不相容性度量：（i）在量子信息理论中，熵不确定性关系约束测量结果。(ii)在凝聚态物理和高能物理中，超时序相关器（OTOC）通过多体纠缠实现信号的置乱和信息的传播。我们统一这些措施，证明熵的不确定性关系的争夺。熵是弱测量和强测量的可能结果的分布。弱测量确保OTOC准概率（概率的非经典概括，其粗粒度到OTOC）控制不确定性界中的项。在自旋链的数值模拟中，准概率导致了混乱，从而加强了束缚。这种加强表明，熵的不确定性关系可以反映类型的运营商不同意背后的混乱。概括超出扰，我们证明熵的不确定性关系，满足通常进行的弱测量实验。我们揭示了弱值（条件期望值）的物理意义：作为熵的不确定性界限的管理条款。
2019-08-09 cond-mat.dis-nn hep-th quant-ph
Entropic relations for retrodicted quantum measurements
给定对感兴趣的系统的任意测量，后验测量的结果可以用于改进前一测量之后的系统状态的统计估计。在这里，我们实现了这种（贝叶斯）追溯量子测量制定的量子态平滑的上下文中的信息熵的研究。我们表明，（平均）熵的追溯测量（平滑状态）后的系统状态是有界的从下到上的熵的第一次测量时，分别在一个选择性和非选择性的标准预测方式。对于二部系统，相同的性质对每个子系统也是有效的。它们的互信息，在前一个单一的投影测量的情况下，也以类似的方式有界。相应的不等式提供了量子通信信道Holevo界的一种回溯推广。这些结果量化了在量子态平滑中通过追溯量子测量获得了多少信息增益。虽然熵的减少总是被允许的，但在二分系统中，互信息可能会退化。相关的物理实例证实了这些特征。
2017-12-13 quant-ph
Noise and disturbance in quantum measurements: an information-theoretic approach
我们介绍了量子测量中的噪声和干扰的信息论定义，并证明了这些量在任何可能的设置中必须满足的与状态无关的噪声-干扰权衡关系。与以前的方法相反，我们定义的信息理论量在结果的重新标记下是不变的，并且允许使用量子或经典操作来“校正”干扰的可能性。我们还展示了我们的界限如何暗示均方差的强权衡关系。
2014-01-17 quant-ph
CHSH inequality test via disturbance-free measurement
我们提出了使用“弱值”方案的无扰动测量，在该方案中，弱测量的量子系统被后选择（到初始状态）以确认没有扰动。获得无扰动状态的概率渐近接近于1。我们从理论上证明了两量子比特态的无扰动测量结果满足Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式。我们在实验上证明了基于线性光学系统的典型（最大纠缠）两量子比特态的测试。在实验中，由自发参量下转换过程产生的偏振纠缠光子对通过诸如强度可变偏振测量装置和基于光纤的贝尔状态分析仪的仪器来测量。
2018-08-02 quant-ph
Lower and upper bounds for unilateral coherence and applying them to the entropic uncertainty relations
不确定原理限制了我们对同时在量子粒子上测量的两个不相容的可观测量的测量结果进行预测的能力。在量子信息论中，不确定原理可以用香农熵来表述。通过增加一个与被测粒子相关的粒子，可以改善熵不确定度界。添加的粒子充当量子存储器。本文提出了一种利用量子相干性在量子存储器中获得熵不确定关系的方法。该方法首先利用量子相干性中的量子相对熵得到不确定关系。其次，这些关系被应用于获得熵的不确定性关系的存在下的量子存储器。与其他方法相比，这种方法简单得多。对于给定的状态，给出了单边凝聚态的相对熵之和的上界，并指出了哪一个更紧。此外，利用单边相干的上界，在量子存储器存在的情况下，导出了不同观测量的熵之和的非平凡上界。
2019-12-01 quant-ph
Operations, Disturbance, and Simultaneous Measurability
量子力学预言了对易观测量同时测量结果的联合概率分布，但目前的公式缺乏同时测量的操作定义。为了在一般的理论框架内为纠缠系统的局部一般测量的联合统计提供依据，回答了在什么条件下两个测量装置的输出满足它们的可观测量同时测量的联合概率公式的问题.为此目的，所有可能的状态变化所造成的测量的可观察的特征和测量中的干扰的概念是正式的操作由测量的相互作用。
2000-05-16 quant-ph
Experimental quantum key distribution without monitoring signal disturbance
自从Bennett-Schmidard 1984（BB84）协议问世以来，人们提出了许多量子密钥分发（QKD）协议，其中一些协议甚至可以在现场环境下运行。QKD的一个显著特点是，QKD协议是可证明安全的，不像基于计算复杂性假设的密码学。人们认为，为了保证QKD的安全性，Alice和Bob必须监视用于确定隐私放大量的测量结果的统计数据以生成密钥。最近提出了一种新的量子密钥分配协议，称为循环差分相移（RRDPS）协议，并且值得注意的是，该协议可以在不监视测量结果的任何统计的情况下生成密钥。在这里，我们报告的RRDPS协议的实验实现。我们使用的设置中，鲍勃随机选择一个从四个干涉仪具有不同的脉冲延迟，使他可以实现相位差测量的所有可能的组合与五个脉冲的时间仓状态。使用该设置，我们成功地在30公里的光纤上分发了密钥，这是第一个不依赖于信号干扰监测的QKD实验。
2015-05-29 quant-ph
Causal structures from entropic information: Geometry and novel scenarios
物理学中的量子非定域性和机器学习中的因果发现都面临着决定观测数据是否与变量之间的假定因果关系（例如局部隐变量模型）兼容的问题。传统上，贝尔不等式被用来描述因果结构对边际分布的限制。然而，一些结构会对可访问的数据产生非凸约束，最近有人指出，可观察熵的线性不等式更自然地捕捉到这些情况。在本文中，我们展示了熵的方法的多功能性，大大扩大了一套方案，熵的限制是已知的。第一次，我们对待贝尔的情况下，涉及多方和多方观察。超越通常的贝尔设置，我们表现出不平等的情况下，额外的条件独立的假设，以及有限的共享随机性之间的各方。我们的许多结果是基于几何观察：贝尔多面体的两个结果的测量可以自然地嵌入到凸锥可达到的边缘熵。因此，任何熵不等式都可以转化为对概率有效的不等式。在某些情况下，反过来也成立，这为我们提供了一个丰富的候选熵不等式的来源。
2013-10-06 quant-ph
Information gain versus state disturbance for a single qubit
对均匀分布纯态中的单个量子比特进行量子操作，得到了信息增益和态扰动之间的折衷。该推导对于一类满足一定不变性条件的状态扰动和信息增益的量化测度是有效的。这一类特别包括香农熵与操作保真度。在推导过程中，有效的量子操作发挥了核心作用，使系统处于纯输出状态，以获得任何测量结果。本文指出，对于给定的算符值测度，有效量子操作的最优性与Davies对厄米算符上凸不变函数的刻画有关。
2005-09-16 quant-ph
