NMR Quantum Information Processing and Entanglement
在本文中，我们讨论了量子信息问题和最近的核磁共振（NMR）实验。我们解释了为什么这些实验应该被视为量子信息处理（QIP），尽管事实上，在目前的液态NMR实验中，没有发现纠缠，我们评论这些实验如何有助于QIP的未来，包括量子计算机的电源的起源进行了简要的讨论。
2001-10-05 quant-ph
Mesoscopic entanglement through central potential interactions
介观系统之间纠缠的产生和检测将具有重要的基础和应用意义。在这项工作中，我们证明了连续变量工具的效用，以评估两个均匀的悬浮纳米珠通过中心电位相互作用之间产生的高斯纠缠。我们计算了稳态的纠缠度，并确定了在实验室中检测纠缠度所需的测量精度。
2020-09-21 quant-ph
On the Utility of Quantum Entanglement for Joint Communication and Instantaneous Detection
本文研究二元快速时变量子信道中通信与瞬时状态检测的联合折衷，证明在完美或不完美纠缠辅助下，纠缠可同时显著提升两项任务性能。
2025-03-27 cs.IT math.IT quant-ph
A Four-Round LOCC Protocol Outperforms All Two-Round Protocols in Reducing the Entanglement Cost for A Distributed Quantum Information Processing
证明了两个相距较远的参与方通过局域操作和经典通信（LOCC）完成双向量子信息任务时，纠缠代价和通信轮数之间存在一个折衷关系.在输入对渐近多且误差极小的信息论情形下，利用LOCC技术和共享纠缠实现了一类两量子比特受控幺正门.我们证明了权衡关系，表明每对纠缠的一个ebit是必要的，以实现酉任何两轮协议消耗，而四轮协议的纠缠成本严格小于每对一个ebit。
2018-10-29 quant-ph
Quantum superpositions and entanglement of thermal states at high temperatures and their applications to quantum information processing
研究了高温下热态的叠加和纠缠特性，并讨论了它们在量子信息处理中的应用。我们引入热态量子位和热贝尔态，它们是纯态量子位和贝尔态到热混合物的推广。然后，提出了一个计划，以区分四个热贝尔态没有光子数分辨检测，但与克尔非线性相互作用和两个单光子探测器。这使人们能够执行量子隐形传态和门操作的量子计算与热态量子比特。
2007-07-23 quant-ph
The role of entanglement in quantum measurement and information processing
在量子测量的背景下研究了物理系统间纠缠的量子特性的意义。它示出，虽然有测量耦合，离开对象和探针系统非纠缠，没有信息传输从对象到探针可以发生，除非有至少有一些间歇期，两个系统纠缠。PACS编号：03.65.Ca; 03.65.Ta; 03.65.Wj; 03.65.Ud。
2003-03-01 quant-ph
Telecom-Band Entanglement Generation for Chipscale Quantum Processing
我们证明了在纳米尺度的绝缘体上硅（SOI）波导中通过克尔非线性产生的非简并和简并光子对的偏振纠缠。我们采用一种紧凑的对向传播结构来产生双光子偏振纠缠态，|H>| H> +| V>| V>.我们观察到的双光子干涉的可见度> 91%和> 80%的非简并和简并光子对，分别。实验结构可以在光学芯片上实现，作为未来量子计算机和通信应用的纠缠光子的集成源。
2008-01-17 quant-ph
Entanglement of group-II-like atoms with fast measurement for quantum information processing
我们构建了一个计划的准备，通过交换相互作用，操纵和测量个别第二类中性原子（Yb，Sr等）的成对纠缠。与碱金属相比，II族原子具有重要的优势，包括长寿命的光学跃迁量子比特，可以实现快速操作和测量。我们的计划提供了一个有前途的方法，产生加权图状态，量子通信的纠缠资源，并可能应用于基本测试的贝尔不等式，关闭检测和本地漏洞。
2008-12-03 quant-ph
Is quantum entanglement invariant in special relativity?
量子纠缠在从量子信息处理到黑洞物理的量子物理中具有重要的意义。在这里，我们证明了量子纠缠在狭义相对论中不是不变的。这表明当考虑相对论效应时，量子信息处理的几乎所有方面都将受到显着影响，因为目前的方案是基于纠缠不变的一般假设。在量子信息处理过程中，需要有额外的协议来补偿纠缠的变化。此外，将我们的结果扩展到广义相对论，可能会为黑洞蒸发时，包含在事件视界内外的纠缠霍金对中的信息的命运提供线索。
2003-05-12 quant-ph
Quantum Network Utility Maximization
网络效用最大化（NUM）是一个数学框架，它为研究人员提供了设计和分析经典通信协议的强大方法。NUM还使得能够开发用于解决资源分配问题的分布式算法，同时提供某些保证，例如，对网络用户的公平对待。在这里，我们将NUM的概念扩展到量子网络，并提出了三个量子效用函数-每个函数都包含不同的纠缠度量。我们的目标是了解量子用户可能感知效用的一些方式，以及探索在分布式量子系统中同时为多个用户提供服务的结构化和理论上的方法。使用我们的量子NUM结构，我们为使用单光子方案进行纠缠生成的网络开发了一个优化框架，这使我们能够解决资源分配问题，同时探索我们考虑的网络拓扑结构中的速率-保真度权衡。我们了解到，我们的两个效用函数，这是基于纠缠和秘密密钥分数，是在密切的协议，彼此和产生类似的解决方案，我们研究的优化问题。我们的第三个效用，基于纠缠负性，具有更有利的数学特性，并且倾向于对用户接收纠缠资源的速率赋予更高的价值，与前两个效用相比，这两个效用更强调端到端的保真度。因此，这些对比行为提供了关于量子网络效用定义对不同量子应用的适用性的想法。
2022-10-14 cs.PF quant-ph
Complexity of causal order structure in distributed quantum information processing and its trade-off with entanglement
证明了分布式量子信息处理协议因果序结构的纠缠代价与经典通信复杂度之间的折衷关系。我们考虑了一类两量子比特幺正门的实现本地操作和经典通信（LOCC）辅助共享纠缠，在信息理论的情况下，渐近许多输入对和消失的小错误。我们证明了权衡关系，表明（i）一个ebit的纠缠每对是必要的实现酉任何两轮协议，和（ii）的纠缠成本由三轮协议是严格小于一ebit每对。我们还提供了一个例子的二分酉门，没有这样的权衡。
2018-10-23 quant-ph
Quantum entanglement and generalized information processing using entangled states with odd number of particles
我们利用Ursell-Mayer型团簇系数讨论和推广了基于统计关联的多粒子纠缠。簇系数被用来区分不同的，独立的纠缠系统，以及那些通过本地幺正变换连接。我们提出了一个真正的和最大纠缠的五粒子态的有效信息处理。利用量子门和电路图分析了纠缠态的物理实现和信息处理协议。我们表明，直接以及受控的通信可以实现使用这里提出的状态的情况下，肯定的隐形传态和高度的优化的情况下，密集编码。在密集编码的情况下，从发送器传输到接收器的信息量总是最大的，而与控制器使用的测量基础无关。
2009-11-15 quant-ph
Noise Aware Utility Optimization of NISQ Devices
本文提出一种将用户提供的CNOT和读出误差要求转换为合规分区的方法，通过选择更少、更高质量的资源来延长NISQ设备的效用寿命，在长度为50量子比特的随机CNOT链上实现了高达52%的保真度提升。
2024-04-29 quant-ph
A Quantum Neural Network Computes Entanglement
量子计算中的一个突出问题是量子纠缠的计算，目前还没有一个封闭的算法。在这里，我们解决了这个问题，并证明了量子神经计算机的实用性，通过模拟显示，这样的设备可以被训练来计算输入状态的纠缠，这是算法量子计算机和经典神经网络都无法做到的。
2002-02-22 quant-ph
Quantum Algorithms: Entanglement Enhanced Information Processing
我们讨论的基本作用纠缠的基本非经典特征提供了计算速度在已知的量子算法。我们回顾了阿贝尔群上傅里叶变换的构造和快速傅里叶变换算法的基本原理。我们描述了在量子背景下整数模2^n群的FFT算法的实现，展示了群论形式主义如何导致标准量子网络，并确定了引起指数加速的纠缠特性（与经典FFT相比）。最后，我们概述了使用傅立叶变换提取周期性，这是它的效用在已知的量子算法的基础。
1998-03-26 quant-ph
Photonic entanglement as a resource in quantum computation and quantum communication
纠缠态是当前量子信息处理实验中不可缺少的资源。我们回顾了一类利用光子纠缠的实验，从单向量子计算量子通信复杂性到长距离量子通信。然后，我们提出了一套可行的实验，将强调光子纠缠的优势，量子信息处理。
2008-03-31 quant-ph
A cloned qutrit and its utility in information processing tasks
在本文中，我们分析了一个通用的量子克隆机的输出作为一个资源的信息处理任务，如隐形传态和密集编码的功效。为此，我们考虑了$3\otimes 3$维系统（或qutrit系统）。输出状态被发现是NPT状态的某些范围内的机器参数。利用输出态作为纠缠资源，我们还研究了量子隐形传态的最优量子效率和密集编码协议的容量与机器参数的关系，并得到了一些有趣的观察结果。我们的工作主要是出于这样一个事实，即克隆输出可以被用作量子信息处理的资源，并增加了一个有价值的维度克隆机的应用。
2016-04-19 quant-ph
Distributed quantum information processing with mobile electrons
在分布式量子信息处理中，由单个或几个量子比特组成的小型设备通过共享纠缠网络在一起，实现可扩展机器。通常，光子用于在光学活性物质量子比特之间产生远程纠缠。在本文中，我们考虑了实现节点间纠缠的另一种可能性：使用移动电子自旋作为每个节点上静态量子比特之间相互作用的介质。电子之间的强相互作用使得飞行电子与静止电子的耦合成为可能，但由于电子容易与环境相互作用，纠缠操作过程中的误差积累可能比使用光子作为飞行量子比特的其他策略更严重。我们介绍了一个新的计划，特别是设计，以尽量减少这种错误的积累，通过使用几个蒸馏协议。结果表明，即使在典型缺陷的影响下，也可以构造出高保真的纠缠操作，从而为在固态系统中实现分布式量子信息处理提供了一条可行的途径。
2011-02-15 quant-ph
Experimental construction of a symmetric three-qubit entangled state and its utility in testing the violation of a Bell inequality on an NMR quantum simulator
本研究在NMR量子模拟器上实验构建对称三量子比特纠缠态，并利用该态与最大不相容测量展示对Sliwa分类中第26号紧致贝尔不等式的最大违背。
2022-06-26 quant-ph
Nanotube Double Quantum Dot Spin Transducer for Scalable Quantum Information Processing
实现可扩展量子信息处理的关键挑战之一是设计可扩展的体系结构，以支持远距离量子系统之间的相干相互作用和纠缠产生。我们提出了一种纳米管双量子点自旋传感器，可以实现金刚石中氮空位中心自旋之间的稳态纠缠，空间间隔超过微米。远距离自旋纠缠进一步使我们能够设计一个可扩展的架构，固态量子信息处理的基础上的混合平台，由氮空位中心和碳纳米管双量子点。
2020-05-07 quant-ph
Genuine multipartite entanglement measures based on multi-party teleportation capability
本文针对多体纠缠作为多方量子信息资源的度量问题，基于多方隐形传态能力提出三量子比特及 N 量子比特系统的真正多体纠缠度量，并验证其满足相关公理要求。
2023-08-30 quant-ph
Conditions for entanglement in multipartite systems
我们引入了两个纠缠条件，其形式为涉及算子期望值的不等式。这些条件是纠缠的充分条件，也就是说，如果满足这些条件，则状态是纠缠的，但如果不满足这些条件，则状态的纠缠就无从谈起。这些条件是相当灵活的，因为其中的运营商是不指定的，他们是特别有用的检测多体纠缠。我们通过考虑一些纠缠态的例子来探索这些条件的效用范围，并看看在什么条件下它们的纠缠可以通过这里提出的不等式来检测。
2010-05-24 quant-ph
Classical wave-optics analogy of quantum information processing
基于经典波动光学，讨论了一个用于量子信息处理的模拟模型系统。模型系统被应用到三个例子，涉及三个量子比特：（{ \em i}）三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠，（{ \em ii}）量子隐形传态，和（{ \em iii}）一个简单的量子纠错网络。结果表明，该模型系统能够成功地模拟出纠缠态的大部分特性，但不能模拟出量子非局域性。对经典模拟能被推进多远的研究表明，{ \em量子非定域性}是量子计算机的基本组成部分，甚至比纠缠更重要。量子计算机的经典模拟所需的指数资源的众所周知的问题，也与纠缠的非局域性质有关，而不是与状态向量的不可因式分解有关。
2001-01-12 quant-ph
Quantum information processing attributes of J-aggregates
我们研究了一维J-聚集体系统的量子信息处理属性所具有的独特光谱特征，以及冯诺伊曼熵、Wootters纠缠和Wei-Goldbart几何纠缠度量等纠缠度量所揭示的光谱特征.激子-声子相互作用中的色散和共振项的影响进行了分析，使用格林函数形式主义和目前的J-聚集体系统作为强大的通道大规模的能量传播的选择范围内的参数。我们表明，缩放的三阶光学响应$χ^{(3)}$与激子离域尺寸提供了一个实验证明的措施，量化J-聚集体的多体纠缠。
2010-06-02 quant-ph
Quantum entanglement as information theoretic resource
我们提出了量化量子信息资源的标准：经典可模拟{ \it vs.}经典的不可模拟信息处理。这种方法产生了更深层次的量子信息处理的存在--我们称之为“量子通信信道”。我们特别指出，遵循标准理论的纠缠度量方法并不一定会导致量子通信信道的解锁，这是由贝尔不等式自然量化的。
2004-06-27 quant-ph
Error Filtration and Entanglement Purification for Quantum Communication
导致量子信息处理这一新领域出现的关键认识是，描述微观粒子的量子力学允许以全新的方式处理信息。但正如经典信息处理中一样，量子信息处理中也会出现错误，这些错误必须得到纠正。一个根本性的突破是认识到量子纠错实际上是可能的。然而，到目前为止，大多数工作并不关心技术的可行性，而是证明量子纠错在原则上是可能的。在这里，我们描述了一种特别适合于量子通信的错误过滤和纠缠纯化的方法。我们的方法在概念上是新的，而且，至关重要的是，它很容易实现在各种各样的物理系统与当今的技术，因此应具有广泛的适用性。
2004-07-02 quant-ph
Generation of multipartite photonic entanglement using a trapped-ion quantum processing node
本研究利用捕获离子量子处理器作为工厂节点，确定性生成并验证了三个光子的GHZ纠缠态，为量子局域网的多体纠缠分发奠定基础。
2025-10-23 quant-ph
Unified monogamy relation of entanglement measures
量子纠缠的一夫一妻制捕获了纠缠分布的限制性质。在量子信息处理中，不同的纠缠度量存在着不同的一夫一妻关系。我们的目标是提出一个适用于纠缠量子比特系统中所有纠缠度量的广义一夫一妻制不等式。本文的结果为各种纠缠度量提供了一个统一的模型，包括纠缠度、负性、形成纠缠、Tsallis-q熵、Renyi-q熵和统一（q，s）熵.然后，我们提出了收紧一夫一妻制的多部系统的不平等。最后，我们证明了高维纠缠态的纠缠的一般结果，以显示超越量子比特系统的显著特征。这些结果对纠缠理论、量子信息处理和量子保密通信的研究具有重要意义。
2020-07-13 quant-ph
Entanglement enhancement through multi-rail noise reduction for continuous-variable measurement-based quantum information processing
本文从理论上研究了连续变量系统中基于测量的量子信息处理对受控相位门的隐形传态。我们研究了两类资源状态的隐形传送CZ门的输出模式的纠缠度：通过直接实现双模压缩操作构建的规范集群状态，以及从分束器和移相器的线性光学网络构建的集群状态的线性光学版本。为了降低有限压缩资源态产生的多余噪声，我们考虑了不同多轨设计的资源态的隐形传态，并分析了隐形传态CZ门中纠缠的增强。对于具有任意数量轨道的多轨道集群，我们得到了输出模式纠缠的解析表达式，并详细分析了两类资源状态的结果。同时，我们还表明，对于均匀压缩集群的多轨噪声降低可以优化时，多余的噪声均匀分配到铁轨。为了便于分析，我们开发了一个技巧与操作的正交运营商，可以相当有效地揭示测量序列和校正操作所需的测量为基础的门隐形传态，这也将详细解释。
2017-07-05 quant-ph
Strong entanglement criteria for mixed states, based on uncertainty relations
基于测不准关系和Wigner-Yanase斜信息，提出了一种专门针对混合态的纠缠判据。这种不确定关系的方差不涉及任何经典的混合不确定性，因此纯粹是量子力学性质的。我们证明了任何混合纠缠态都可以用我们的判据来刻画。我们证明了它的实用性的几个广义混合纠缠态，包括Werner态，它被证明是强于任何其他已知的标准，在确定正确的域的相关参数的纠缠。对于纯态，该判据归结为薛定谔-罗伯逊不等式。
2022-10-29 quant-ph
Nonreciprocal Entanglement by Dynamically Encircling a Nexus
该研究提出利用耗散光力学中的双稳态并动态环绕其 nexus 点，产生稳定鲁棒的非互易位移，进而实现抗环境波动的非互易纠缠。
2025-08-30 quant-ph
Verification of high-dimensional entanglement generated in quantum interference
纠缠和量子干涉是各种量子信息处理任务中的关键成分。利用高维态空间中纠缠的产生和表征是实现实用量子协议的必要前提。在这里，我们使用量子干涉分束器工程师超纠缠的偏振和离散频率自由度（DOF）。我们展示了如何独立的测量偏振和频率自由度允许验证高维纠缠的组合状态空间。这些结果可能表明新的路径走向实际利用纠缠存储在多个自由度，特别是在高维量子信息处理协议的背景下。
2020-05-01 quant-ph
Steganographic Entanglement Sharing
University of Southern California（南加州大学）
本文提出利用量子数态和相干态在光学信道中实现量子信息传输，展示隐写术纠缠分发在非经典态传送中的实用性，即使存在主动窃听者。
2024-09-14 quant-ph
Weak Measurements with Entangled Probes
将一个弱值的虚部编码到一个初始纠缠的探测器上可以修改它的纠缠内容--前提是探测器的可观测性可以区分不同熵的状态。除了基本的兴趣，这个结果说明了实用的虚弱值作为计算工具，在某些纠缠浓度协议。
2008-02-14 quant-ph
Thermodynamical Detection of Entanglement by Maxwell's Demons
量子关联或纠缠现在被认为是量子信息处理中某些任务不可或缺的物理资源，经典关联态对此没有用处。除了信息处理，还有什么物理过程可以利用纠缠？在这篇文章中，我们证明了纠缠和它在热力学中的有用性之间确实有一个更基本的关系。我们推导出一个不等式，表明我们可以通过纠缠系统比通过经典相关的热浴提取更多的工作。我们还分析了作为一个热机的过程中的工作平衡，与热力学第二定律。
2005-02-04 quant-ph
On the correction of anomalous phase oscillation in entanglement witnesses using quantum neural networks
量子系统的纠缠以复杂的方式依赖于相对相位，这是任何单一测量都无法反映的。正因为如此，纠缠证人的适用性和/或效用必然受到限制。我们在这里提出了一个解决方案，使用量子神经网络的问题。一个量子系统包含了它的纠缠信息;因此，如果我们聪明的话，我们可以有效地提取这些信息。作为概念的证明，我们展示了如何在两量子比特系统的纯态的情况下，使用针对异常相位振荡校正的纠缠指示器来实现这一点。纠缠度和相位修正都是由量子系统本身作为神经网络来计算的。
2013-01-24 quant-ph
Continuous variables approach to entanglement creation and processing
我们应用连续变量的方法来研究耦合谐振子与热库相互作用的纠缠动力学，并在位于高Q环形腔中的原子系综中确定性地产生纠缠。在谐振子的情况下，我们表明，一个合适的幺正变换的位置和动量算子将系统转换为一组独立的谐振子，其中只有一个耦合到水库。在密度算子的Wigner表示中，我们发现协方差矩阵具有较小尺寸矩阵的块对角形式。这个简单的属性允许在一定程度上分析地处理这个问题。我们分析了初始纠缠的时间演化，发现由于协方差矩阵元素的运动常数的存在，纠缠可以持续很长时间。在原子系综位于腔内的情况下，注意力集中在创建一个和两个模式的连续变量纠缠态的真空通过施加适当调整的振幅和相位的激光脉冲。脉冲与腔耗散一起准备原子系综的集体模，使其处于所需的纠缠态。
2010-10-09 quant-ph
Quantum nonlocality and applications in quantum-information processing of hybrid entangled states
产生的混合纠缠态，例如，在被俘获离子或原子-腔系统中，具有恰好一个Ebit纠缠，但不是最大纠缠。我们证明了这一点，表明他们违反，但在一般情况下不最大限度地违反，贝尔的不平等，由于克劳泽，霍恩，Shimony和霍尔特。这些状态是有趣的，因为它们表现出两个不同自由度之间的纠缠（一个是离散的，另一个是连续的）。然后我们证明了这些纠缠态在量子信息处理中是一种有价值的资源，包括量子隐形传态、纠缠交换和利用“奇偶校验量子比特”的量子计算。我们的工作建立了一个有趣的联系之间的量子信息协议的离散和连续变量。
2002-03-08 quant-ph
On-chip parallel processing of quantum frequency combs for high-dimensional hyper-entanglement generation
高维编码和超纠缠是光子区别于其他量子信息载体的独特特征，导致系统效率的提高和新颖的量子功能。然而，控制不同光学自由度的不同要求阻碍了能够同时利用高维编码和超纠缠的互补优势的完整集成平台的开发。在这里，我们展示了芯片级的解决方案的产生和操作的高维超纠缠。这是通过在路径域中并行处理多个量子频率梳来实现的。采用Sagnac结构实现了腔增强参量下转换，保证了光谱的不变性。在高维数下实现了路径和频率上的同时纠缠。还演示了纠缠结构的片上重构。我们进一步提出了量子干涉在两个纠缠自由度的高可见性。我们的工作为集成光子学实现量子信息的高效并行处理提供了关键的一步。
2021-11-24 physics.optics quant-ph
Entanglement-based quantum deep learning
经典的深度学习算法在学术界和工业界都引起了极大的兴趣，因为它们在图像识别、语言翻译、决策问题等方面都很有用。在这项工作中，我们提供了一个基于多量子比特纠缠态的量子深度学习方案，包括全量子过程中的神经网络计算和训练。在训练过程中，基于Greenberger-Horne-Zeilinger纠缠态，通过适当的测量，实现了未知单位矢量与已知单位矢量之间距离的有效计算。一个指数加速比经典算法已被证明。在计算过程中，给出了与多层前向神经网络相对应的量子方案。我们已经使用Iris数据集展示了我们方案的实用性。分析了该方案对不同类型模型的可扩展性
2020-02-27 physics.optics quant-ph
High-dimensional entanglement certification: bounding relative entropy of entanglement in $2d+1$ experiment-friendly measurements
纠缠--联合量子系统中各方之间的相干相关--在二维两方情况下是很好理解和可量化的。更高（>2）维的纠缠系统在扩展各种量子信息应用的能力方面有希望。尽管这种系统的效用，量化高维纠缠的方法是更有限的和实验上的挑战。我们回顾纠缠认证方法和大量的-往往是困难的-测量需要应用它们。我们提出了一种新的认证方法，其测量要求与子系统尺寸线性缩放（缩放与系统尺寸的平方根），它只需要一个单一的复杂的测量。该认证方法对任何最大相关态的纠缠的相对熵设置下限，从而认证系统纠缠。一个下限也显示了任何最大相关状态的存在下的噪声-预期的实验情况。我们讨论所有需要的测量实验实现。
2022-10-19 quant-ph
Hybrid Quantum Repeater Chains with Atom-based Quantum Processing Units and Quantum Memory Multiplexers
Okinawa Institute of Science and Technology（冲绳科学技术大学院大学）；LQUOM, Inc.（LQUOM公司）
本文提出一种混合量子中继器设计，结合原子量子处理单元、光子源和量子存储器，实现高效远距离纠缠分发和高密钥率。
2026-10-30 quant-ph
Improved criteria of detecting multipartite entanglement structure
本文利用张量积空间划分构造纠缠见证，并结合半定规划与梯度下降算法，提出改进的多体纠缠结构检测判据，实验表明其性能优于现有方法。
2024-06-11 quant-ph
Temporal distinguishability in Hong-Ou-Mandel interference: Generation and characterization of high-dimensional frequency entanglement
高维量子纠缠由于其高信息容量和抗误码能力，是目前量子信息处理中最具研究价值的领域之一。长期以来，利用高维纠缠的多功能方法一直被誉为量子科学和技术探索的绝对必要条件。本文利用Hong-Ou-Mandel干涉在任意维希尔伯特空间中实现了对离散频率纠缠的控制。从理论和实验上研究了二维、四维和六维频率纠缠量子比特的产生和表征，并给出了整个状态空间中纠缠维数的估计.此外，我们的策略可以推广到工程师在其他光子自由度的高维纠缠。我们的研究结果可以提供一个更全面的理解频率整形和干涉现象，并铺平了道路，更复杂的高维量子信息处理协议。
2020-10-07 quant-ph
Entanglement in Higher-Radix Quantum Systems
纠缠是实现量子信息处理算法和量子通信协议的重要现象。虽然纠缠的量子态通常以基数2来描述，但基数更高的量子态也可以变得纠缠。在这项工作中，我们都介绍了部分纠缠，一个不存在的概念，为基数-2量子系统，并区分部分和最大纠缠内的非二进制量子信息处理系统。我们还开发和提出了更高的基数最大纠缠发生器电路，类似于著名的二进制量子系统的贝尔态发生器。由于更高维度的量子比特可以受到纠缠过程，导致部分或最大纠缠态，我们演示了如何更高的基数量子比特电路可以组成，以产生这些不同程度的部分量子纠缠。理论结果提供了一般情况下，基数大于2，并描述了基于一对基数-4 qudits的具体结果。
2019-06-02 quant-ph
Computable and operationally meaningful multipartite entanglement measures
多体纠缠是量子通信、量子计算、量子传感和量子网络的重要资源。量子态$|ψ\rangle$在这些应用中的效用通常与$|ψ\rangle$中存在的纠缠度或类型直接相关。因此，有效地量化和表征多体纠缠是至关重要的。在这项工作中，我们介绍了一个家庭的多体纠缠的措施，称为可集中的纠缠。几个著名的纠缠措施恢复我们的家庭措施的特殊情况下，因此，我们提供了一个通用的框架量化多体纠缠。我们证明，整个家庭不增加，平均而言，在本地操作和经典通信。我们还提供了这些措施的概率浓度纠缠到贝尔对的操作意义。最后，我们表明，这些量可以有效地估计在量子计算机上实现并行SWAP测试，开辟了一个研究方向，测量量子设备上的多体纠缠。
2022-01-04 quant-ph
Quantum state estimation of multi-partite single photon path entanglement via local measurements
本文提出一种仅用局域测量估计任意多体单光子路径纠缠态的方法，并通过重构3量子比特W态密度矩阵实验验证其可行性。
2024-10-14 quant-ph
Observation of entanglement sudden death and rebirth by controlling solid-state spin bath
量子纠缠是量子信息处理的重要资源，在不同的环境下具有丰富的动力学特性。探测不同的纠缠动力学通常需要在真实的实验系统中精确控制复杂的系统-环境耦合。在这里，通过一个简单的控制在金刚石样品中的有效的固态自旋浴，我们观察到丰富的纠缠动力学，包括传统的渐近衰减以及纠缠突然死亡，一个术语创造的纠缠完全消失的现象后，一个短暂的有限的时间间隔。此外，我们观察到反直观的纠缠重生后，它突然死亡在同一个钻石样品通过调整实验参数，表明我们可以方便地控制非马尔可夫系统的环境耦合，通过一个自然的实验旋钮。进一步调整这个实验旋钮可以使纠缠动力学在相同的环境耦合下完全相干。纠缠动力学的探索，除了它的基本利益，可能会发现应用在量子信息处理通过控制环境耦合。
2018-01-09 quant-ph
Direct Nuclear-Level Qubits using Trapped Th-229 Ions: A Platform for Entanglement and Universal Quantum Information Processing
本文提出利用俘获Th-229离子作为高保真核能级量子比特的理论框架，通过声子介导和激光边带脉冲实现纠缠操作，为开发核量子信息处理器提供了实用路线图。
2025-08-14 quant-ph
Nearly deterministic Bell measurement with multiphoton entanglement for efficient quantum information processing
我们提出了一个详细的分析贝尔测量方案中提出的[物理。114，113603（2015）]基于使用光子的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠的逻辑量子比特。随着逻辑量子比特中光子数量的增加，仅使用线性光学可以使所提出的贝尔测量的成功概率任意高。我们比较了我们的方案与所有其他的建议，使用单光子量子比特，相干态量子比特或混合量子比特，建议提高贝尔测量的效率。作为一个显着的优势，我们的计划只需要光子开关测量，而光子数分辨探测器是必要的所有其他建议。我们发现，基于相干态量子比特的方案在所获得的成功概率方面表现出最好的性能，而我们的方案优于使用单光子量子比特的方案。我们最后表明，有效的量子通信和容错量子计算可以实现使用我们的方法。
2015-12-01 quant-ph
Spatial characterization of photonic polarization entanglement using a Tpx3Cam intensified fast-camera
表征量子设备性能的可扩展技术对于创建大型量子网络和量子处理单元至关重要。量子信息处理的主要资源是纠缠。在这里，我们描述了完整的时间和空间特性的偏振纠缠光子产生的自发参量下转换使用增强的高速光学相机，Tpx3Cam。这种新的技术允许以最小的技术开销精确确定贝尔不等式参数，以及纠缠量子信息的空间分布的新的表征方法。这可能会导致量子信息科学的多种应用，为量子实验的可扩展性开辟新的前景。
2018-09-13 quant-ph
Tomographic entanglement indicators in frequency combs and Talbot carpets
最近的理论研究层析纠缠指标的连续变量（CV），自旋和混合量子系统的上下文中展示了层析方法的优势。利用IBM量子计算平台的实验数据和NMR实验直接估计纠缠也在早期的工作中进行。在CV系统的背景下进行类似的调查是必要的，以充分评估我们的层析成像方法的效用。在本文中，我们强调了我们的方法的优势，在文献中报道的两个CV系统，即纠缠塔尔博特地毯和双光子频率梳的实验。我们使用断层纠缠指示器来评估一对塔尔博特地毯之间的纠缠程度，并证明这提供了一个更简单，更直接的程序相比，在实验中建议的。我们还建立了对应于两个双光子频率梳的断层图像携带明确的纠缠签名，区分两个状态。
2021-11-27 quant-ph
Real-time observation of picosecond-timescale optical quantum entanglement toward ultrafast quantum information processing
本文在连续波系统中实现了皮秒级光学EPR关联的实时观测，利用6-THz带宽光参量放大器提升70-GHz零差探测器效率，测得40-ps周期波包中低于散粒噪声4.5 dB的量子关联，将可访问量子关联加速至25-GHz，推动超快光学量子信息处理。
2024-03-12 quant-ph
Quantum information processing for a coherent superposition state via a mixed entangled coherent channel
在$2\times 2$维希尔伯特空间中研究了双模纠缠相干态。提出了一种基于Bell态联合测量的纠缠集中方案。当纠缠相干态嵌入真空环境中时，其纠缠度会降低，但不会完全消失。结果表明，初始相干振幅越大，纠缠度下降越快。研究了一种在考虑混合量子信道的情况下实现相干叠加态的隐形传态方案。我们发现，退相干纠缠相干态对于量子隐形传态可能是无用的，因为它给出的最佳量子隐形传态保真度小于经典极限的2/3。
2001-08-10 quant-ph
