Ancilla-assisted measurement of photonic spatial correlations and entanglement
我们报告的实验中，下转换光子的空间坐标的时刻直接测量，而不必重建任何边缘概率分布。我们使用一个空间光调制器来耦合空间自由度和场的偏振态，作为辅助系统。关于空间相关性的信息是通过测量辅助量子比特获得的。在其他应用中，这种新方法提供了一种更有效的技术来识别连续变量纠缠。
2014-02-12 quant-ph
Invariance of the bit error rate in the ancilla-assisted homodyne detection
研究了利用分束器耦合的任意辅助态，通过零差测量鉴别二元相干态的最小误码率。我们考虑了任意的纯辅助状态，这些状态通过这些部分测量和经典的前馈操作实时更新，其中部分测量是通过具有共同固定相位的零差检测进行的。结果表明，系统的最小误比特率在这些操作下是不变的。讨论了零差检测在误码率不变的情况下如何推广。
2010-03-22 quant-ph
Ancilla assisted measurements on quantum ensembles: General protocols and applications in NMR quantum information processing
量子系综形成了用于研究量子物理学、量子信息科学和光谱学中的各种现象的易于访问的架构。在这里，我们回顾了一些最近的协议，测量量子系综利用辅助系统。我们还说明了这些协议实验通过核磁共振技术。特别是，我们将回顾非侵入性测量，提取各种运营商的期望值，量子态的表征，和量子过程，最后量子噪声工程。
2015-09-15 quant-ph
Ancilla-assisted frequency estimation under phase covariant noises with Greenberger-Horne-Zeilinger states
已经证明，在存在不相关马尔可夫退相的情况下，在频率估计中，Greenberger-Horne-Zeilinger态可达到的最佳灵敏度与不相关探针相同[S. F. Huelga等人，物理修订信函79，3865（1997）]。在这里，我们扩展这个问题，通过检查可实现的最佳频率灵敏度使用辅助策略，这是最近提出的鲁棒相位估计。在马尔可夫协变相位噪声存在的一般情况下，我们给出了由量子费舍尔信息限定的频率灵敏度极限，以及使理论灵敏度极限饱和的最优观测量.我们还证明了辅助策略的有效性，以保持频率敏感性遭受特定的物理地面噪声。
2020-06-20 quant-ph
Ancilla-assisted quantum process tomography
通过量子过程层析成像可以实现对量子动力学过程的完整和精确的表征。使用相关光子的源，我们已经实施了几种方法来研究各种各样的过程，例如，单一的、散肩的和极化的。这些方法之一，辅助过程断层扫描（AAPT），利用一个额外的“辅助系统”，我们已经从理论上确定了条件时，AAPT是可能的。所有现有的AAPT方案都利用纠缠态。我们的研究结果表明，令人惊讶的是，纠缠是不需要AAPT，我们目前的过程层析成像数据使用的输入状态，没有纠缠。然而，使用缠结产生优越的结果。
2003-03-19 quant-ph
Ancilla assisted Discrete Time Crystals in Non-interacting Spin Systems
在这里，我们通过实验和精确的分析模型，在非相互作用系统中出现离散时间平移对称性破缺。这些时间周期结构只有在它们与辅助量子系统相互作用的情况下才能稳定地对抗扰动，并在一定范围的旋转角度误差上显示出次谐波响应。我们证明了这种效果的中心自旋和自旋机械系统，其中的辅助诱导自旋之间的相互作用稳定的自旋动力学对有限的错误。此外，我们扩展了这些研究，并显示了甚至实现非本地（远程）同步的Floquet晶体的可能性。
2021-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Ancilla-assisted dark-state quantum gates in ultracold polar molecules
Center for Theoretical Physics and School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学理论物理中心与物理光电工程学院）
本文提出一种基于辅助量子比特辅助暗态机制的双量子比特分子纠缠门，利用超冷极性分子平台实现高保真纠缠，并可扩展至多量子比特门。
2026-09-17 physics.app-ph physics.atom-ph quant-ph
Ancilla-assisted sequential approximation of nonlocal unitary operations
我们认为最近提出的“不去”定理的Lamata等人[物理评论快报。101，180506（2008）]关于不可能借助于巡回辅助系统顺序实现全球单一操作，并在Kraus表示的语言内查看该主张。借助一个非常有用的工具来分析量子操作的纠缠特性，即算符施密特分解，我们提供了另一种证明的“不去”定理，也研究了量子比特和附属物之间的初始相关性的作用，在顺序制备幺正纠缠。尽管从“不去”定理的负面反应，我们明确展示了矩阵乘积算子（MPO）的形式主义如何提供了一个灵活的结构，以开发协议，顺序实现这种纠缠与最佳保真度。建议的数值技术，我们称之为变分矩阵乘积算子（VMPO），提供了一个计算效率高的工具，用于表征非局部酉操作的“全局性”和纠缠能力。
2012-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Investigating the optimality of ancilla-assisted linear optical Bell measurements
在过去的十年里，Grice、Ewert和van Loock发现线性光网络在输入越来越复杂的辅助状态时，可以实现接近单位效率的明确贝尔状态识别。然而，除了真空辅助的情况下，这些计划的最优性是未知的。在这里，这些网络的最优性研究，通过分析和数值方法。我们展示了一个分析上限的成功概率的干涉仪，保持输入光子的偏振，饱和的格莱斯和Evert-van Look的策略。此外，这样一个上限链接的复杂性，他们的辅助国家的缩放性能。我们还展示了一种计算机辅助的方法来优化这种测量方案的通用干涉仪，通过模拟提供各种辅助输入状态的光网络。我们在数值上证实了已知的小计划的最优性。我们使用这两种方法来研究其他辅助状态，其中一些以前从未研究过。
2018-09-03 quant-ph
Ancilla Assisted Quantum Process Tomography using Bound entangled states
Indian Institute of Science Education and Research (IISER) Mohali（印度科学教育研究所 Mohali 分校）
本文研究了束缚纠缠态在辅助量子过程全息成像中的应用，证明了某些束缚纠缠态可用于该技术，并指出局部过滤操作对全息成像无效，同时通过与韦纳和各向同性态的比较，建立了定量界限。
2026-06-06 quant-ph
Experimental ancilla-assisted phase-estimation in a noisy channel
精心设计的探针的可重复性可能会因其进化过程中出现的噪声过程而受到破坏。噪声负责改变探针的演化，使得探针很少或没有关于感兴趣的参数的信息，因此破坏任何可能测量的信噪比。在这里，我们展示了一个实验，其中引入的辅助改善了高噪声制度中的光学相位的估计。该优点是通过在初始化和测量状态下探针和辅助的相干耦合来实现的，其生成并且然后选择受噪声过程影响较小的总体配置的子集。
2017-07-27 quant-ph
Finite resolution ancilla-assisted measurements of quantum work distributions
功是一个与过程相关的可观测量，但没有厄米算符与它的测量相关。我们考虑一个辅助协议测量上完成的工作由一个时间依赖的哈密顿量通过两个冯诺依曼测量系统的能量进行的测量装置建模为一个自由粒子的有限本地化和相互作用的时间与系统驱动的量子系统。我们认为系统的哈密顿都通勤和不通勤在不同的时间，发现更正波动关系，如Jarzynski平等和克鲁克斯关系。该测量模型允许我们量化测量对估计的功分布的影响，以及在系统上完成的相关平均功和与测量设备交换的平均热。
2022-04-15 quant-ph
No-Go Theorem for Ancilla-Assisted Gaussian Enhancement in Passive-Unitary Estimation
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文研究在信号能量约束下，使用通用高斯探针估计无损耗无源高斯幺正参数时，额外辅助模式不能提高最大量子Fisher信息，并刻画了最优探针态族。
2026-05-29 quant-ph
Ancilla Assisted Quantum Information Processing: General protocols and NMR implementations
比特是二进制经典信息的基本单位，而量子比特是量子信息的基本单位。在量子信息处理（QIP）中，习惯上将所研究的量子比特称为系统量子比特，而将附加量子比特称为辅助量子比特。在这篇论文中，我描述了利用辅助量子位有效地执行许多QIP任务的各种方案，以及它们在核磁共振（NMR）系统中的实验演示。特别地，我们已经证明，在存在足够的辅助量子比特的情况下，可以在一次测量中完全表征一般的量子态以及一般的量子动力学。此外，还可以利用辅助量子比特来实现与量子物理学相关的几个实验所需的非侵入性量子测量。我还将举例说明辅助量子比特在光谱学中的一些有趣应用。最后，我描述了一个实验研究的效率，各种动态去耦序列抑制单以及多个量子相干性的大自旋团簇的退相干。实验结果表明，最近推出的RUDD序列在抑制退相干的优越性能。
2016-01-02 quant-ph
Ancilla-Assisted Calibration of a Measuring Apparatus
一个量子测量可以用一组矩阵来描述，每个矩阵对应一个可能的结果，它表示传感器的正算子值测量（POVM）。有效的协议POVM提取任意传感器是必需的。我们提出了第一个实验性的POVM重建，它明确利用了量子资源，即，非经典关联与辅助状态。利用参量下转换产生的孪生光束的强量子关联重构了光子数分辨探测器的POVM。我们的重建方法是更强大的统计比POVM重建方法，使用经典的输入状态。
2012-06-28 quant-ph
Correlation-assisted process tomography
在$d$维输入上的标准量子过程层析成像是通过准备输入探针的几个状态来执行的，所述输入探针然后在对应于进程的量子信道的作用下演化。通过状态层析成像重建探头的最终状态。一种替代方案是由辅助过程层析成像：一个单一的探针辅助状态，并利用探针和辅助之间存在的相关性，以充分重建信道上的信息。为了使辅助过程层析成像成为可能，探针辅助输入状态不需要纠缠，但仍然需要具有最大算子施密特秩。在这里，我们建立和分析的框架，这两种方法之间的插值过程层析成像，旨在利用探针和辅助之间可能存在的任何相关性，允许过程层析成像与尽可能少的输入准备，当探针辅助状态可能是运营商施密特秩不足。我们的调查的主要对象是最小数量的初始本地操作的输入探针为一个给定的启动探针辅助状态，需要允许过程断层扫描。我们证明，这样的数字规模成反比的运营商施密特秩的输入探针辅助状态的任意本地输入处理。我们还提供了这种初始局部处理被限制为幺正旋转的情况下的结果，特别是表明对于纯输入纠缠态，并且在混合状态的情况下，可能存在极端情况，其中固定输入探针辅助状态提供有关$\approx d^2/2$的信息-算子空间的一维子空间和单个附加输入酉旋转允许过程层析成像。
2018-08-31 quant-ph
Ancilla-assisted nondestructive discrimination of distributed GHZ-class states
Centre for Quantum Science and Technology, Siksha O Anusandhan Deemed to be University（锡卡奥阿努桑丹认定大学量子科学与技术中心）
提出可扩展的辅助量子比特协议，利用GHZ辅助态和局域幺正操作，在不消耗系统态的情况下严格判别多方GHZ类态，并解析了噪声影响，通过Qiskit验证可行性。
2026-09-09 quant-ph
Experimental ancilla-assisted qubit transmission against correlated noise using quantum parity checking
我们报告了一种光子量子比特在不稳定光纤上传输方案的实验演示，该方案具有即插即用的特性，并且能够传输量子比特的任何状态，无论它是已知的，未知的，还是纠缠到其他系统。通过在光纤噪声的相关时间内在信号光子之后添加辅助光子并通过执行量子奇偶校验来实现对无噪声量子信道的高保真度。该方案具有简单、免维护和对节点间路径长度不匹配的鲁棒性等特点，适用于多用户量子通信网络。
2007-07-02 quant-ph
Purity and bound energy in ancilla-assisted work extraction
National Institute of Technology, Tiruchirappalli（国立技术学院蒂鲁奇拉帕利分校）
从束缚能和纯度角度研究辅助量子电池中的功提取，发现系统束缚能是恶魔增益的紧上界，并引入基于纯度的增益定性预测，同时分析了耗散和相互作用的影响。
2026-06-19 quant-ph
Thermodynamics of ancilla-assisted erasure of quantum information
本文研究由热量子比特和纯辅助量子比特构成储库时，仅用CNOT门擦除量子比特任意状态的信道热力学，指出其可在阈值温度以上超越Landauer极限，但并非违反该原理。
2025-05-12 quant-ph
Ancilla-Assisted Process Tomography with Bipartiete Mixed Separable States
University of Toronto（多伦多大学）
本文提出利用Sinisterness概念构造双qubit忠实态，分析单qubit操作的误差放大特性，并验证最大纠缠态在误差放大中的最优性能。
2025-05-08 quant-ph
A dynamical approach to ancilla assisted quantum thermometry
提出了一种提高量子测温灵敏度的方案，其中用于恢复外部浴的温度的感测量子系统通过哈密顿项$\hat{H}_I$与外部辅助设备（仪表）动态耦合。与以前的方法不同，我们的方案既不依赖于传感器和仪表之间的初始纠缠的存在，也不依赖于对两个系统进行联合测量的可能性。我们报告的优点产生于这样的事实，即存在的$\hat{H}_I$干扰浴传感器的相互作用，转换成一个有效的传感器传感器提取本质上不相干的信息浴温度，并将其映射到相干的仪表，它最终可以恢复本地测量。
2018-07-30 quant-ph
Two-stage solution for ancilla-assisted quantum process tomography: error analysis and optimal design
本文将标准QPT的两阶段解法推广到AAPT，给出$O(Md_A^2d_B^2)$复杂度算法，建立误差上界并研究输入态最优设计，通过相位阻尼数值实验验证了理论结果。
2023-10-31 cs.SY eess.SY quant-ph
Faithfulness and sensitivity for ancilla-assisted process tomography
一个系统-辅助二分态能够包含作用于系统的未知量子信道的全部信息，称为忠实态。由D 'Ariano和Presti证明的状态的忠实性和相应的Jamiolkowski映射的可逆性之间的等价性已经成为辅助过程层析成像的有用表征，尽管证明是不完整的，因为他们假设了迹非增量子操作，而不是量子信道。我们完成了等价性的证明，并将忠实性推广到各类量子信道。我们还探讨了一个更一般的概念，我们称之为敏感性，量子态的性质被改变的任何非平凡的行动的量子信道。我们研究了它们之间的关系，通过表征这两个属性的重要类别的量子信道，如酉信道，随机酉操作和酉操作。它们之间意想不到的（非）等价结果揭示了量子信道的结构，表明我们只需要两类量子态来表征量子态对量子信道的各种子类的忠实或敏感。例如，它揭示了量子过程层析成像和量子相关之间的关系，因为事实证明，只有完全没有局部经典可观测的二分态才能用来感知单位通道的影响。
2022-06-13 quant-ph
Deployed quantum link characterization via Bayesian ancilla-assisted process tomography
利用辅助量子比特过程层析和贝叶斯推断，对1.6公里部署光纤链路进行24小时监测，获得95.1%的稳定过程保真度，首次实现部署量子链路的AAPT表征。
2024-10-01 physics.optics quant-ph
Probing the symmetry breaking of a light--matter system by an ancillary qubit
该研究利用辅助Xmon人工原子，实验观测到深强耦合的磁通量子比特-超导谐振器系统的真空场引发的宇称对称性破缺，为探索深强耦合区的新型量子真空效应提供了新途径。
2023-07-21 quant-ph
Sequential Measurements as a Resource in Ancilla-Assisted Quantum Metrology
University of Washington（华盛顿大学）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology（慕尼黑量子科学与工程中心）
通过顺序弱测量同时估计位移通道的两个正交分量，利用量子 Fisher 信息显示测量反作用可增强信息获取，通过 N 比特字符串分布信息避免相位缠绕损失，提升动态范围并增强抗退相干能力。
2026-09-04 quant-ph
Not all entangled states are useful for ancilla-assisted quantum process tomography
众所周知，利用量子过程层析成像技术，如标准量子过程层析成像和辅助量子过程层析成像（AAQPT），可以提取未知量子信道的全部信息。此外，我们还发现纠缠态对AAQPT并不是必需的，存在着对AAQPT有用的可分离态，但令人惊讶的是，我们发现并不是所有的纠缠态都对AAQPT有用，也存在着一些无用的纠缠态。纠缠检测中使用的重新排列操作可以涉及到一个二分态是否对AAQPT有用的问题。我们推导出它们之间的关系，并展示了通过重新对齐操作提取未知信道的完整信息的过程。基于这种关系，我们给出了两个夸克纠缠态和两个夸克束缚纠缠态的例子。这两个例子都是纠缠的，但它们不能用于AAQPT。最后，在IBM平台上进行了实验验证。
2022-08-10 quant-ph
Probing the qudit depolarizing channel
对于任意有限维的量子去极化信道，我们比较了三种信道识别方案：非纠缠探针、与外部附属物最大纠缠的探针和最大纠缠探针对。该比较包括辅助物本身去极化和探针在测量前通过通道循环返回的情况。比较的基础上获得的（量子费舍尔）信息，我们发现广泛的纠缠与辅助占主导地位的其他两个计划，但只有当纠缠是便宜的，相对于每个通道使用的成本，只有当外部辅助是很好地屏蔽去极化。我们通过一种相对简单的分析方法得出这些结果。一个单独的，更复杂的分析部分纠缠探针显示量子去极化通道，任何数量的探测纠缠是有利的，最大的优势与最大的纠缠。
2010-08-09 quant-ph
Symmetry-resolved tree tensor network analysis of Bell-state discrimination with ancilla-assisted passive linear optics
Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）；Keio University（庆应义塾大学）
本文提出一种光子数分辨的树张量网络方法，用于高效评估辅助辅助被动线性光学贝尔态判别中的探测器支持，并推导了对称辅助资源的精确组合关系，验证了多达32个光学模式的结果。
2026-09-09 quant-ph
Noise-dependent optimal strategies for quantum metrology
我们表明，对于一些嘈杂的信道，最佳的纠缠辅助策略取决于噪声水平。我们注意到，平行纠缠策略和辅助策略之间存在非平凡的交叉--在前者中，探针都纠缠在一起，在后者中，探针与无噪音的辅助策略纠缠在一起，但不是在它们之间。这种转变可以通过以下事实来解释：可分离状态对噪声更具鲁棒性，因此在高噪声限制下是最佳的，但它们又被辅助状态所超越。
2018-02-15 quant-ph
Achieving Heisenberg limit under General Markov Noise without Ancilla
我们考虑探测被一般马尔可夫噪声侵扰的量子比特。结果表明，只要系统的哈密顿量在垂直于噪声的方向上具有非零分量，就可以通过完全快速的控制恢复到Heisenberg极限
2019-03-19 quant-ph
Ancilla-Assisted Protection of Information: Application to Atom-Cavity Systems
提出一种利用光子辅助系统将信息转移至无退相干子空间并恢复的协议，实现光学腔原子系统中量子信息与纠缠的完全保护。
2023-11-13 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Ancilla-assisted measurement of quantum work
我们回顾了使用外部辅助检测器来测量在幺正热力学过程中在量子系统上执行或从量子系统中提取的工作的全部分布。我们首先说明两个范例计划，允许一个测量的工作分布：拉姆齐技术来测量的特征函数和正算子值的措施（POVM）计划直接测量的工作概率分布。然后，我们表明，这两个想法可以在一个统一的框架中理解，通过一个通用的量子探测器评估工作波动，并描述了两个协议，能够产生互补的信息。这也使我们能够强调量子工作如何受到系统初始状态中相干态的影响。最后，我们描述了前两个方案的物理实现和实验实现。
2018-08-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Measurement-Assisted Clifford Synthesis
本文提出了一种基于稳定器表和测量的量子Clifford单元合成方法，通过辅助量子比特和测量实现两量子比特门数量与稳定器表重量相等的高效合成。
2025-11-24 quant-ph
A Variational Dissipative Framework for Quantum Algorithms
Center on Frontiers of Computing Studies, Peking University（北京大学前沿计算研究中心）；School of Computer Science, Peking University（北京大学计算机学院）；Faculty of Information Science and Engineering, Ocean University of China（中国海洋大学信息科学与工程学院）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；China Center of Advanced Science and Technology（中国科学院科技政策与管理科学研究所）
提出一种变分耗散框架，通过辅助量子比特辅助的工程耗散模块与变分量子电路结合，扩展可制备的混合态空间，并应用于基态搜索和状态恢复任务。
2026-05-25 quant-ph
A quantum algorithm for obtaining the lowest eigenstate of a Hamiltonian assisted with an ancillary qubit system
我们提出了一个量子算法，以获得最低的本征态的任何哈密尔顿量子计算机模拟。所提出的算法开始于一个任意的初始状态的模拟系统。有限系列的变换迭代地应用于辅助量子位辅助的初始状态。初始状态中最低本征态的分数然后被放大到$\simeq 1$。在理论分析中，我们证明了我们的算法可以忠实地适用于任意的哈密顿量。并进行了数值分析。我们首先提供了一个具有简单哈密顿量的数值原理证明，以便将我们的方案与最近在[Nature Photonics 8，113（2014）]中提出的所谓的“Demon-like algorithmic cooling（DLAC）”进行比较。结果表明，与我们的理论分析，表现出的最佳的“冷却”与DLAC方法的性能相当。然后，我们考虑一个随机的哈密顿模型，我们的算法进行进一步的分析。通过数值模拟，我们证明了迭代的总次数$n_c$与$\simeq {\cal O}(D^{-1}ε^{-0.19})$成正比，其中$D$是两个最低本征值之间的差，而$ε$是一个误差，定义为最终获得的系统状态处于一个意外（即不是最低）本征态的概率.
2014-09-17 math-ph math.MP quant-ph
Experimental realization of deterministic and selective photon addition in a bosonic mode assisted by an ancillary qubit
本文在超导量子比特辅助下，于微波腔玻色模式中实验实现了光子数选择性的确定性光子添加操作，通过双光子跃迁实现相反光子宇称空间之间的相干单向映射，为玻色系统自主量子纠错及非幺正变换提供了新途径。
2025-03-28 quant-ph
Path-Independent Quantum Gates with Noisy Ancilla
对于一个近乎孤立的量子系统的普遍控制来说，辅助系统往往是必不可少的。然而，辅助系统通常更容易受到环境噪声的影响，这限制了这种辅助量子控制的性能。为了解决这个挑战的辅助诱导退相干，我们提出了一个通用的框架，集成了量子控制和量子纠错，使我们可以实现强大的量子门弹性辅助噪声。介绍了容错量子门在辅助错误下的路径独立性判据。作为示例，为具有硬件高效设计的超导电路提供路径无关门。
2020-08-09 quant-ph
Entanglement-assisted quantum metrology
纠缠辅助量子通信利用发送者和接收者之间的预共享纠缠作为资源。我们将相同的框架应用于量子精密测量，在准备和测量阶段之间引入共享纠缠，即使用一些不与待采样系统相互作用的纠缠辅助系统。这在无噪声的情况下是无用的，但最近被证明在存在噪声的情况下是有用的。在这里，我们详细说明如何以及何时可以使用它。例如，令人惊讶的是，当随机分时两个通道时，它是有用的，其中Ancillas没有帮助（去极化）。我们表明，它是有用的所有级别的噪声的许多噪声模型，并提出了一个简单的实验来测试这些结果。
2016-03-26 quant-ph
Additive Classical Capacity of Quantum Channels Assisted by Noisy Entanglement
本文给出了在有噪声的量子信道中经典信息传输的容量公式，该信道由发送方进行可分离编码，接收方的预共享辅助信道提供有限的资源.而不是一个纯粹的状态，我们认为在一个混合的状态，纯化的“证人”的信号辅助对。因此，信号-见证相关限制了从信号-辅助相关可用的资源。我们的公式表征了不同形式的资源，包括嘈杂或有限的纠缠援助，经典通信的效用。在可分离编码的情况下，发送方的信号在多个信道使用中仍然允许纠缠，但我们的容量公式是可加的。特别地，对于广义协变信道，我们的容量公式具有简单的封闭形式。此外，我们的可加性容量公式上限的一般相干攻击的信息增益在各种双向量子密钥分发协议。对于高斯协议，公式的可加性表明集体高斯攻击是最强大的。
2017-05-19 quant-ph
Discrete-variable assisted error correction of continuous-variable quantum information
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
本文提出一种利用广泛可用的离散变量辅助资源进行连续变量量子纠错的新方案，通过单个量子比特辅助态抑制超过20%的连续变量退相干，并在混合连续-离散系统中展现鲁棒性。
2026-04-08 quant-ph
Entanglement-assisted weak value amplification
大的弱值已被用来放大线性响应信号的灵敏度，以检测小参数的变化，这也使得一个简单的方法，精确的参数估计。然而，产生一个大的弱值需要一个低的后选择概率的辅助自由度，这限制了该技术的实用性。我们提出了一种改进的方法，使用纠缠，以提高效率。我们表明，通过纠缠和后选择$n$辅助，后选择概率可以增加$n$的一个因素，同时保持弱值固定（相比$n$不相关的尝试与一个辅助），这是最佳的缩放与$n$，预计从量子精密测量。此外，我们还得到了一个令人惊讶的结果：在后选择态中，关于被检测参数的量子费舍尔信息几乎可以被完全保留，这使得灵敏估计近似地饱和了最优量子Cramér-Rao界.为了说明这个协议，我们提供了简单的量子线路，可以使用目前的实验实现的三个纠缠量子比特。
2014-01-23 quant-ph
Environment Assisted Precision Measurement
我们描述了一种提高精确测量灵敏度的方法，该方法利用量子传感器的环境来放大其对弱外部扰动的响应。单个量子位用于感测周围辅助量子位的动态，这些辅助量子位反过来又受到待测量的外部场的影响。由此产生的灵敏度增强是由与传感器量子位强耦合的ancillas的数量决定的;它不依赖于耦合强度的确切值，并且对许多形式的退相干具有弹性。该方法实现了几乎海森堡有限的精度测量，使用一类新的纠缠态。我们讨论了具体的应用程序，以提高时钟灵敏度，使用捕获离子和磁性传感的基础上，在钻石中的电子自旋。
2009-12-31 quant-ph
Quantum Memory Assisted Probing of Dynamical Spin Correlations
提出了一种探测多体超冷晶格气体中非平凡观测量的含时关联的方法。该方案使用量子非破坏物质-光接口，首先将多体系统上感兴趣的可观察物映射到光中，然后将这些信息相干存储到充当量子存储器的外部系统中。在两个（或更多个）时间实例处的可观测的相关性通过包括量子存储器的读出的单个最终测量来检索。这一方法在量子模拟器领域中实现了利用量子存储器研究多体系统在平衡态和非平衡态下的动力学。
2012-02-11 cond-mat.quant-gas quant-ph
Qubit Assisted Probing of Coherence Between States of a Macroscopic Apparatus
我提出了一个一般的计划，通过它的叠加涉及不同的经典类态的宏观系统的证据可以进行探讨。该方案依赖于一个量子比特被耦合到一个宏观谐振子，以这种方式，它可以用来准备和探测宏观叠加。提出了两种可能实现的方案，一种是将通量量子比特耦合到LC电路，另一种是将离子阱量子比特耦合到几个离子的集体运动。
2003-08-22 quant-ph
Photon-assisted entanglement and squeezing generation and decoherence suppression via a quadratic optomechanical coupling
纠缠和量子压缩因其非经典特性在量子技术中有着广泛的应用。在这里，我们研究了开放的自旋光机械系统中的纠缠和量子压缩，其中Rabi模型（自旋耦合到机械振子）通过二次光机械耦合耦合到辅助腔场。我们发现，它们的性能可以通过辅助腔的光子，这来自于光子相关的自旋振荡器耦合和失谐的调制。具体地说，可以实现完全可切换的自旋-振子纠缠，同时也实现了强的机械压缩。此外，我们还研究了环境引起的退相干和耗散，发现它们可以通过增加光子数来减轻。这一工作为利用二次光力学操纵腔量子电动力学中的纠缠和量子压缩以及抑制退相干提供了一种有效的方法。
2019-10-15 quant-ph
Passive Environment-Assisted Quantum Communication
Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago（芝加哥大学普里茨克分子工程学院）
该研究提出利用被动环境辅助提高量子通信效率，通过非高斯辅助态实现高保真度传输和高信息速率。
2026-02-27 quant-ph
Coherence-assisted quantum state preparation and thermal control through repeated interactions
University of Toronto（多伦多大学）
该研究在马尔可夫重复相互作用框架下，推导了量子比特与相干环境相互作用的精确解析解，证实环境相干性可作为资源调控稳态制备与能量传递，甚至逆转热流方向。
2026-10-09 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.chem-ph
Decoherence suppression for oscillator-assisted geometric quantum gates via symmetrization
我们提出了一种新的对称化方法来克服量子辅助量子门操作中的退相干。所制定的对称性与基于辅助振荡器模式的量子比特变换的全局几何特征有关，例如离子阱系统中的声子。结果表明，所设计的多回路对称化演化赋予了系统对退相干的双重弹性：对热涨落和量子耗散不敏感。
2004-10-14 quant-ph
Single-Shot Quantum Process Tomography
量子过程层析成像（QPT）的标准过程涉及将量子过程应用于在一组完整的正交归一化状态中的每一个中初始化的系统。相应的输出，然后其特征在于量子态层析成像（QST），这本身就需要测量的非交换可观测量实现的独立实验相同的准备系统状态。因此，QPT程序需要一些独立的测量，而且，这个数字随着系统的大小迅速增加。然而，随着辅助量子比特的可用性，独立测量的总数可以大大减少。辅助过程断层扫描（AAPT）已被证明需要一个单一的QST的系统辅助空间。辅助量子态层析成像（AAQST）也已被证明在单次测量中执行QST。在这里，我们结合AAPT与AAQST实现了“单次QPT”（SSPT），一个程序来表征一个一般的量子过程中的一组可交换的可观测量的一个单一的集体测量。我们展示了实验SSPT的特点几个单量子位的过程中使用三量子位NMR量子寄存器。此外，使用SSPT程序，我们实验表征的旋转过程，并与理论结果进行比较。
2014-05-27 quant-ph
Optimizing quantum process tomography with unitary 2-designs
我们表明，加权酉2-设计定义的最佳测量系统辅助输出状态的辅助过程断层扫描的单位量子信道。例子包括相互无偏酉算子基的完整集合。这些中的每一个指定最小系列的最佳正交测量。一般的量子信道也被考虑。
2008-01-24 quant-ph
Probing hydrodynamic crossovers with dissipation-assisted operator evolution
King’s College London（伦敦国王学院）；Stanford University（斯坦福大学）
本文通过耗散辅助算子演进而研究相互作用晶格模型中扩散的出现，发现扩散常数随密度呈反比关系，且提出了一种最小模型以解释输运临界现象。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Non-destructively probing the thermodynamics of quantum systems with qumodes
针对量子测量易破坏系统的问题，提出利用连续变量量子模式作为辅助探针，非破坏性地探测平衡与非平衡量子系统的热力学性质，如温度、配分函数及可逆与不可逆功。
2023-09-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
