Quantum state identification of qutrits via a nonlinear protocol
我们提出了一个概率量子协议来实现qutrit态的非线性变换，通过对系综的迭代应用，可以用来区分两种类型的纯态。该协议涉及单quutrit和两quutrit酉操作，以及后选择根据中间测量得到的结果。我们利用非线性变换的算法来识别一个量子态，只要它属于一个任意已知的有限集合。该算法的基础上划分成两个适当设计的子集，可以区分的非线性协议的状态的已知集合。在大多数情况下，这伴随着对未知状态应用一些适当定义的物理（酉）运算。然后，通过应用非线性协议，可以决定未知状态属于两个子集中的哪一个，从而减少可能的候选状态的数量。通过迭代地继续这个过程，直到剩下一个可能的候选者，可以识别未知状态。
2018-08-30 quant-ph
Generation of GHZ entangled states of photons in multiple cavities via a superconducting qutrit or an atom through resonant interaction
本文提出了一种在n个微波腔（或谐振腔）中通过与单个超导量子的共振相互作用产生n个光子GHZ纠缠态的有效方法。部署qutrit，而不是qubit，作为耦合器，使我们能够使用共振相互作用专门用于所有qutrit-cavity和qutrit-pulse操作。这种独特的方法大大缩短了操作时间，有利于减少量子退相干和腔衰减对协议保真度的不利影响。此外，该协议不涉及对Qutrit或腔光子的状态的测量。我们还表明，该协议可以推广到其他系统中，通过替换超导Qutrit耦合器与不同类型的物理Qutrit，如一个原子的情况下，腔QED，完成同样的任务。
2012-07-30 quant-ph
High-rate qutrit entanglement swapping with photon-number-basis
Keio University（庆应义塾大学）；National Institute of Information and Communications Technology (NICT)（信息通信研究机构）
本文提出一种针对三能级量子态的纠缠交换协议，结合光子数编码和额外模式基，提升纠缠生成效率，尤其在光子生成概率有限时表现更优。
2025-07-10 quant-ph
Security of Quantum Key Distribution with Entangled Qutrits
量子密码学和量子非局域性的研究传统上是基于二能级量子系统（量子比特）。在本文中，我们考虑一个推广的埃克特的加密协议[埃克特]量子比特取代qutrits。该协议的安全性与非局部性有关，类似于Ekert协议。为了研究其鲁棒性对最佳的个人攻击，我们得出的信息，潜在的窃听者应用克隆为基础的攻击。
2003-01-04 quant-ph
Quantum Key Distribution with Qubits Encoded in Qutrit
提出了一种新的基于三维量子态的单向量子密钥分发协议。量子位保存了必须在合法用户之间共享的经典位信息。Alice发送这样一个qutrit给Bob，Bob在那里解码其中一个qubit，并沿着随机泡利基测量它。该方案比标准BB84协议在更长的传输距离上具有更高的安全密钥速率。
2012-02-02 quant-ph
Efficient two-qutrit gates in superconducting circuits using parametric coupling
针对耦合 qutrit 门因耗时长而保真度低的问题，提出基于两次部分态交换、局部操作和参数耦合的两 qutrit CZ 门方案。
2024-04-04 quant-ph
Noise-robust 1-copy distillation protocol for all distillable Bell-diagonal qutrits
University of Vienna（维也纳大学）；IT:U Interdisciplinary Transformation University（IT:U 跨学科转型大学）
本文提出了一种抗噪声的1拷贝提纯协议，解决贝尔-对角三能级态的可提纯问题，证明违反PPT标准是1可提纯的必要充分条件，并展示了其对量子态白噪声的鲁棒性。
2026-04-27 quant-ph
Single-shot realization of nonadiabatic holonomic gates with a superconducting Xmon qutrit
非绝热完整量子计算由于其对控制误差的鲁棒性和高速实现等优点而受到越来越多的关注。用超导transmon qutrit实验验证了非绝热完整单量子比特门的原始方案。然而，原始协议需要两个非对易门来实现任意的单量子比特门，这使得门暴露于错误源的时间加倍，因此使门容易受到环境诱导的退相干的影响。随后提出了单次激发方案来实现一个任意的单比特非绝热完整门。在本文中，我们实验上实现了非绝热完整单量子比特门与超导Xmon qutrit的单次发射协议，其中所有的Clifford元素门都是通过单次发射实现的。通过量子过程层析成像和随机基准测试，单次激发门达到大于99%的保真度。
2018-11-15 quant-ph
Optical implementation of the encoding of two qubits to a single qutrit
我们已经设计了一个光学方案，最近提出的协议编码两个量子比特到一个qutrit。在该协议中，Alice将两个量子比特的任意纯乘积状态编码为一个qutrit的状态。然后，鲍勃可以无错误地恢复两个编码量子比特状态中的任何一个，但不能同时恢复两个。我们已经成功地实现了这个计划的实验使用空间模式编码。每个量子比特（qutrit）由一个可以通过两（三）个独立光纤传播的光子表示。我们从理论上提出了两个一般化的原始协议。我们已经发现了一种概率操作，它能够同时检索两个量子位，平均保真度超过90%，并且我们已经提出了对原始编码变换的扩展，以将N个量子位编码为一个（N+1）维系统。
2006-03-20 quant-ph
A qutrit Quantum Key Distribution protocol with better noise resistance
Ekert量子密钥分发协议使用纠缠的量子比特对，并基于贝尔不等式执行检查以检测窃听。3DEB协议使用纠缠量子对来实现比Ekert协议更好的抗噪声性。它基于名为CHSH-3的qutrits的贝尔不等式执行检查。在本文中，我们提出了一个新的协议，它也使用纠缠qutrits对，但实现了更好的抗噪声比3DEB。这种性能增益是通过使用另一个不等式获得的，这里称为hCHSH-3。由于hCHSH 3不等式涉及的产品，成为不兼容的观察时，使用量子态，我们如何运行的协议的各方可以测量违反hCHSH 3在噪声的存在下，以确保密钥的保密性。
2014-04-16 cs.CR quant-ph
Qutrit Magic State Distillation
魔态蒸馏（MSD）是一种在容错量子计算中起核心作用的纯化协议。MSD协议的步骤的重复迭代仅使用稳定器操作从混合资源状态的多个副本生成纯单个非稳定器状态或魔术状态。因此，混合资源国家促进了稳定器操作的全面普及。魔态蒸馏是量子比特计算中的一个重要方法，但在高维量子比特计算中，魔态蒸馏的研究还很少。在这里，我们描述了一个一般的方法来研究MSD在更高的维度。我们使用它来研究一个基于5-qutrit稳定码的qutrit MSD协议的特性。我们表明，该协议提取的非稳定器魔术状态，并确定两种类型的状态，这是吸引子的迭代映射。最后，我们将展示如何将这些状态转换，通过稳定器电路单独，到一个适合的状态注入实施的非克利福德相位门，使非克利福德酉计算。
2012-06-08 quant-ph
Entanglement creation and distribution on a graph of exchange-coupled qutrits
我们提出了一个协议，允许创建和分发纠缠，导致两个遥远的当事人（爱丽丝和鲍勃）最终共享一个二分贝尔状态。所考虑的系统是由SU（3）交换算子耦合的三层对象（qutrits）的图。该协议开始于第三方（查理）在非纠缠状态下编码两个晶格点，并允许时间下的幺正演化。Alice和Bob在给定的时刻对各自的量子进行投影测量，以一定的概率得到最大纠缠Bell态.我们还考虑了两个进一步的协议，一个基于简单的重复和其他基于连续的测量和有条件的重置，并表明，创建一个贝尔状态之间的爱丽丝和鲍勃的累积概率趋于统一。
2005-12-14 quant-ph
Key rate enhancement using qutrit states for uncharacterized quantum key distribution
与测量设备无关的量子密钥分发（MDI-QKD）以较低的密钥生成速率为代价，提供了抵御各种类型的针对检测器的边信道攻击的最终安全性。在这里，我们提出了MDI-QKD使用3维量子态，并表明该协议的秘密密钥速率的分析下，不匹配的基础统计。具体来说，我们分析了3d-MDI-QKD协议的安全性与未特征化的源，这意味着原始源包含不需要的状态，而不是预期的。我们模拟了协议的密钥速率，并确定了密钥速率高于量子比特MDI-QKD协议的机制。
2016-06-25 quant-ph
Multi-particle and High-dimension Controlled Order Rearrangement Encryption Protocols
基于EPR对量子密钥分发的受控有序重排加密（CORE）[Fu.G.Deng and G. L. Long Phys.Rev.A68（2003）042315]，提出了$N$量子比特和$N$量子比特的广义受控有序重排加密（GCORE）协议，具体给出了3-qubit、2-qutrit最大纠缠基态的情形.我们进一步指出，我们的协议将变得更安全的粒子数和维数的增加。此外，我们使用量子协变克隆机对该协议进行了安全性分析。虽然广义方案的应用还需要进一步研究，但GCORE具有容量大、效率高等特点。
2007-01-14 quant-ph
Protocol for making a $2$-qutrit entangling gate in the Kauffman-Jones version of $SU(2)_4$
下面的论文提供了一个协议，在$4$水平上，在$SU(2)$ Chern-Simons理论的Kauffman-Jones版本中物理地生成$2$ -qutrit纠缠门。该协议使用基本操作的任意子组成的辫子，干涉测量，融合和不融合和辅助对创建。
2014-12-28 cs.IT math.IT math.QA
Quantum teleportation of a qutrit state via a hypergraph state in a noisy environment
针对噪声环境下的三量子位态传输，提出以共享三量子位超图态为信道的隐形传态协议，并分析五类超图态在六种噪声下的保真度。
2024-09-09 quant-ph
Quantum Key-Distribution Protocols Based on a Quantum Version of the Monty Hall Game
这项工作说明了一个可能的应用量子博弈论领域的量子信息，特别是量子密码。该研究提出了两个量子密钥分发（QKD）协议的基础上的量子版本的蒙蒂霍尔游戏设计的Flitney和雅培。与大多数QKD协议不同，在大多数QKD协议中，将从中提取密钥的比特被编码在基础选择中（如BB84中），这些比特被编码在操作选择中。第一个提出的协议使用qutrits来描述系统的状态和Flitney和Abbott提出的相同的游戏运营商。第二个提议背后的动机是通过调整qutrit协议的形式来使用量子比特和简单的逻辑量子门来简化可能的物理实现。在这两个协议中，安全性都依赖于对Bell型不等式的违反，在每种情况下都是两个qutrits和六个qubit。结果表明，违反的比例高于E91协议。
2020-10-26 quant-ph
Quantum Teleportation of a Single Qutrit using Two-Qutrit Entangled States
Centre of Advanced Studies and Innovation Lab（先进研究与创新中心实验室）；Department of Mathematics, Techno Main Salt Lake (Engg. Colg.)（技术主盐湖学院数学系）
本研究通过最小修改Bennett隐形传态协议，利用SU(3)群表示论的两-qutrit纠缠态实现单个qutrit的量子隐形传态，证实高维系统需非幺正测量算符。
2026-09-03 quant-ph
Projection of two biphoton qutrits onto a maximally entangled state
贝尔态测量是将两个量子比特投射到一个最大纠缠态上，是量子信息科学的重要组成部分。提出并实验证明了两个三态量子系统到广义最大纠缠态的投影。每一个qutrit都由一对不可区分的光子（双光子）的偏振表示。投影是使用标准线性光学元件对两个双光子的联合测量。这一演示为实现量子隐形传态和纠缠交换等量子信息协议提供了可能。
2011-03-30 quant-ph
Broadcast of a restricted set of qubit and qutrit states
不可克隆定理禁止将一个未知状态分配给多个接收者。然而，如果发送者知道状态，并且状态是从有限的可能性集合中选择的，则可以使用称为远程状态准备的过程来广播状态。在这里，我们研究了一个远程状态准备协议，可以用来发送量子比特的状态，局限于布洛赫球的赤道，到任意数量的接收器。纠缠的代价小于使用隐形传态来完成同样的任务。我们提出了一些关于这个任务的变化，概率发送一个未知的量子位状态到两个接收器，发送不同的量子位状态到两个接收器，并发送qutrit状态到两个接收器。最后，我们讨论了这些协议的一些应用。
2022-04-21 quant-ph
Simple and secure quantum key distribution with biphotons
最好的量子比特单向量子密钥分发（QKD）协议可以容忍高达14.1%的错误率。已经证明了如何通过使用更大的量子系统来提高这个速率。双光子的偏振态可以编码一个三能级量子系统--qutrit。利用双光子实现量子密钥分发系统在产生、操纵和检测这样的光子态方面遇到了一些问题。我们定义了这些限制，并在其中找到了一些协议，执行几乎以及理想的qutrit协议。一个优点是这些协议可以通过对现有单光子系统的微小修改来实现。在最一般的相干攻击下证明了一个协议的安全性，该协议的最大可接受错误率为17.7%左右。这是第一次，据我们所知，Qutrit QKD协议的安全性进行了严格的分析，对一般的攻击。
2008-02-13 quant-ph
Experimental Quantum Cryptography with Qutrits
我们首次利用纠缠的三进制量子系统（qutrits）实现了量子密钥分发。与通常使用的二进制量子系统相比，量子比特的优点是增加了编码密度和更高的安全裕度。量子数被编码成光子的轨道角动量，即分别具有方位角指数l +1、0和-1的Laguerre-Gaussian模。用相位全息图控制轨道角动量。在Ekert型协议中，三维贝尔不等式的违反验证了生成的密钥的安全性。以约10%的qutrit错误率获得密钥。
2006-06-13 quant-ph
Quantum discord protection of a two-qutrit V-type atomic system from decoherence by partially collapsing measurements
本文利用弱测量和量子测量恢复（WMQMR）方法，提出了一个方案，说明如何保护与耗散库相互作用的V型原子系统的几何量子不协调（GQD）.我们研究了不同类型的弱测量强度的初始二阶Werner和Horodecki态的GQD方案。结果表明，该方案能有效地抑制振幅阻尼（AD）通道引起的退相干，并能有效地保持两量子系统的量子不协调。
2017-01-31 quant-ph
Qutrit Magic State Distillation Tight in Some Directions
魔态蒸馏是实现通用容错量子计算的领先方法中的一个关键组成部分，现有的协议适用于量子比特和高维系统。早期的工作集中在确定量子比特协议的可分离状态的区域，但对于d>2的哪些状态可以被提取以及可分离区域的情况知之甚少。在这里，我们专注于d=3，并提出了新的四qutrit蒸馏方案，改进了已知的可分离区域，并实现蒸馏紧到边界的不可分离状态的某些类的状态。作为最近的结果，这意味着有一个家庭的量子态，使普适性，当且仅当他们表现出上下文相对于稳定剂测量。我们还确定了一个新的例程，其不动点是具有最大和负性的幻态，即，它在特定意义上是最大非稳定剂。
2015-09-21 quant-ph
Check-based generation of one-time tables using qutrits
一次性表是一类双方相关性，可以帮助实现信息理论上安全的双方（交互式）经典或量子计算。在这项工作中，我们提出了一个二分量子协议生成一个简单的类型的一次性表（在Popescu-Rohrlich非定域盒的相关性）与部分安全。然后，我们表明，通过运行第一个协议的许多实例，并对其中一些进行检查，可以实现渐近信息理论上安全的一次性表的生成。第一个协议是从一个半诚实的量子不经意传输协议，与一些变化，使没有纠缠态需要准备，和通信只涉及一个qutrit在每个方向。我们表明，在第一个协议中的一些信息权衡是类似的半诚实的不经意传输协议。从半诚实量子不经意传输协议中的猜测概率的一个不等式出发，得到了某些生成一次表协议中的猜测概率的两类不等式.
2022-01-03 cs.CR quant-ph
Energy-time entangled qutrits: Bell tests and quantum communication
我们提出了一种产生、控制、传输和测量纠缠光子量子（两个光子，每个光子的维数d = 3）的方案。贝尔测试这个源以前曾在其他地方报道[1]，因此，在这里，我们专注于如何实现系统的控制。受这些结果的启发，我们概述了该方案如何用于两个特定的量子协议，即密钥分配和掷硬币，并讨论了它们的优点和缺点。
2004-09-17 quant-ph
Efficient Implementation of a Single-Qutrit Gate Set via Coherent Control
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Physics, Nanjing University（南京大学固体微结构物理学院）；Shishan Laboratory, Nanjing University（南京大学时山实验室）；Jiangsu Key Laboratory of Quantum Information Science and Technology, Nanjing University（南京大学江苏省量子信息科学与技术重点实验室）；Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学量子信息与量子科技创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
利用SU(3)动力学，通过相干控制框架实现35纳秒高保真度单qutrit门，平均保真度99.5%，并展示可扩展至qudit算法的量子电路。
2026-06-16 quant-ph
Qutrit state engineering with biphotons
提出了一种新的三能级光量子系统的实验实现方法。我们使用双光子的偏振态来生成用于BB 84协议扩展版本的特定状态序列。我们通过实验验证了基态的正交性，并证明了它们之间轻松切换的能力。利用层析成像方法重建了产生态的密度矩阵。
2004-10-14 quant-ph
Teleporting single qutrit using symmetric-anti symmetric two-qutrit basis states as quantum channels
Techno Main Salt Lake (Engg. Colg.), Techno India Group（泰科印度集团萨尔塔莱克工程学院）；Centre of Advanced Studies and Innovation Lab (CASILAB)（先进研究与创新实验室）
本文提出利用LDL构造的双三元态纠缠信道实现单三元态确定性传送，通过显式幺正操作确保高保真度恢复
2025-09-15 quant-ph
Experimental Quantum Coin Tossing
在这封信中，我们提出了量子掷硬币协议的第一个实现。该协议属于一类“两方”密码问题，其中通信伙伴相互不信任。与许多这样的两方协议一样，量子抛硬币的最佳实现需要qutrits。这样，我们也完成了第一个完整的量子通信协议与qutrits。在我们的实验中，两个合作伙伴成功地远程投掷一排硬币使用光子纠缠在轨道角动量。我们还展示了一个可能的作弊者的实验范围和检测他的方法。
2004-04-05 quant-ph
The Entanglement Level and the Detection of Quantum Data Transfer Correctness in Short Qutrit Spin Chains
量子纠缠是量子计算中许多协议的重要特征。在本文中，我们评估了一个水平的纠缠在短qutrit链。这种评价是使用CCNR准则和并发性度量进行的。我们还给出了一些明确的公式描述的CCNR标准和并发的示例性短自旋链的值。利用所得到的结果，我们表明，分析纠缠的水平可以检测到的噪声或偏差在传输过程中，在比较完美的传输，只有操作实现传输是存在的。
2015-10-20 quant-ph
Continuous Quantum Error Correction Through Local Operations
我们提出了保护全局量子信息的局部策略。这些协议是耗散系统的量子纠错码，它们基于环境测量、直接反馈控制和简单的将逻辑量子比特编码成物理量子比特，其衰变跃迁是不可区分的和等概率的。在子系统的描述中简单地添加一个额外的级别，就可以通过本地操作来全面且确定性地保护全局资源，例如纠缠。我们提出了量子跳跃和量子态扩散测量策略的代码，并测试它们对几个来源的低效率。qutrits在信息协议中的使用表明qutrit-qutrit解纠缠动力学的进一步表征，我们也给出了简单的本地环境测量方案，能够防止可重复性猝死，甚至在我们的反馈纠错不可能的情况下增强纠缠。
2010-09-24 quant-ph
Qutrit quantum battery: comparing different charging protocols
该研究针对三能级qutrit量子电池，对比了连续脉冲与同步脉冲两种充电协议，解析证明同步脉冲充电更快、功率更高，且在IBM超导量子设备上实现了固态量子电池迄今最快的稳定充电。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Qutrit randomized benchmarking
三进制量子处理器提供了优于传统量子比特技术的显著计算优势，利用了量子比特（三层系统）中的量子信息的编码和处理。为了评估和比较这种新兴量子硬件的性能，必须有适用于高维希尔伯特空间的鲁棒基准测试方法。我们展示了扩展的行业标准的随机基准（RB）协议，开发和广泛使用的量子位，适用于三进制量子逻辑。使用超导五象限处理器，我们发现一个单象限门失真低至$2.38 \times 10^{-3}$。通过交错RB，我们发现，这种quutrit门误差在很大程度上是由本地（量子位类）门保真度的限制，并采用同步RB充分表征串扰误差。最后，我们将循环基准测试应用于一个二阶CSUM门，并获得了$0.82$的二阶工艺保真度。我们的研究结果表明，基于RB的工具，以表征获得的整体性能的QUTRIT处理器，和一般的方法来诊断控制错误，在未来的QUTIT硬件。
2020-08-20 quant-ph
Realization of two-qutrit quantum algorithms on a programmable superconducting processor
使用量子三能级系统或量子位作为基本单元处理量子信息是当代基于量子位的架构的替代方案，具有提供显著计算优势的潜力。我们利用两个transmons的第三能量本征态演示了一个完全可编程的二quutrit量子处理器。我们开发了一个参数耦合器，以实现良好的连通性，在九维希尔伯特空间，使有效的实现两个qutrit门。我们通过实现几个算法，如Deutsch-Jozsa，Bernstein-Vazirani和Grover的搜索来描述我们的处理器。我们的高效无附属协议使我们能够表明，两个阶段的格罗弗的放大可以提高成功率的非结构化搜索与量子优势。我们的研究结果为使用transmons作为通用量子计算机的构建块来构建完全可编程的三元量子处理器铺平了道路。
2022-11-12 quant-ph
Preparation of arbitrary qutrit state based on biphotons
提出了一种新颖的三态光量子系统的实验实现方法。我们利用双光子的偏振态，在单频和空间模式下传播，产生任意量子。特别是生成并测试了扩展版BB84量子密钥分发协议中使用的特定状态序列。我们实验验证了12个基本态的正交性，并证明了它们之间的切换能力。层析过程被应用于重建生成态的密度矩阵。
2004-11-27 quant-ph
Dissipative preparation and stabilization of many-body quantum states in a superconducting qutrit array
提出一种基于超导transmon电路的驱动-耗散协议，通过将qutrit映射为自旋-1并利用色散耦合消除特定子空间布居，实现了具有对称保护拓扑序的AKLT多体量子态的制备与稳定。
2023-06-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generating entangled states from coherent states in circuit-QED
提出一种两步协议，利用超导 $Λ$ 型 qutrit 在色散区与微波谐振腔耦合的有效哈密顿量，通过激发数依赖的 Stark 频移和定制微波驱动，从相干态生成 Bell 态和 NOON 态等任意二分纠缠态，并验证了其鲁棒性与可扩展性。
2023-04-10 quant-ph
Teleporting an unknown qutrit state via a 2-qudit entangled channel
Hebei Normal University（河北师范大学）
本文提出了一种利用2-量子态纠缠态作为量子信道来传输单个三能级态的量子teleportation方案，通过系统性地构造测量基，设计集体单元变换，实现高维纠缠通道下的qutrit teleportation。
2026-03-19 quant-ph
A readout-integrated time-bin qutrit analyzer for echo-based quantum memories
提出一种利用多次部分读出投影时间仓 qutrit 的方法，实现互无偏基投影以表征任意量子态，并在原子频率梳存储中通过模拟和实验验证，引入复合脉冲实现快速连续部分读出。
2022-03-31 quant-ph
Noise resistance of violation of local causality for pure three-qutrit entangled states
贝尔定理从两个量子比特开始，旋转$1/2$。这是对量子关联的经典（局部因果）模型的一个不可行的声明。仅仅在25年后，事实证明，对于三个量子比特来说，情况更加令人难以置信。关于高维系统、量子等的一般陈述，开始出现甚至更晚，一旦自旋（高于$1/2$）图片被一个更广泛的取代，允许所有可能的观测。这项工作是格但斯克努力的延续，利用贝尔定理可以以线性规划问题的形式存在，而线性规划问题又可以转化为计算机代码。我们的结果是数值和分类的强度非经典的各种家庭的三qutrit状态，测量的抗噪声。这是一个以前未知的领域。这些结果可能有助于提示哪种三重态在量子信息协议中的应用是方便的。令人惊讶的是，W态比GHZ态具有更强的非经典性。
2014-04-17 quant-ph
Information Geometry of Four-Parameter Single-Qutrit States: From Quantum to Semiclassical Geometric Tensors
Jiangxi Normal University（江西师范大学）；Changzhou Institute of Technology（常州工学院）
本研究针对四参数单量子比特态，推导了经典与量子Fisher信息矩阵及半经典几何张量的闭式表达式，揭示了测量在投影极限下恢复量子几何信息，并量化了测量导致的几何信息损失。
2026-09-17 quant-ph
Trade off-Free Entanglement Stabilization in a Superconducting Qutrit-Qubit System
量子库工程是一个强有力的框架，自主量子态制备和纠错。然而，油藏工程的传统方法受到目标状态不可避免的相干泄漏的阻碍，这在可实现的稳态保真度和稳定率之间施加了固有的权衡。在这项工作中，我们展示了一个协议，实现贸易关闭自由贝尔态稳定的qutrit-qubit系统上实现的电路QED平台。我们实现这一点，通过创建一个纯粹的耗散通道的人口转移到目标状态，介导的强参数相互作用耦合的第二个激发态的超导transmon和工程浴谐振器。我们的方案实现了84%的状态准备保真度与稳定时间常数为339 ns，导致最低的错误时间产品报告的固态量子信息平台的日期。
2021-08-13 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
Davies maps for qubits and qutrits
研究了与热库弱耦合的N能级量子系统的动力学行为.对于任何固定的熔池温度，都存在一个自然的参考状态：系统的平衡态。在系统的所有量子操作中，Davies映射是唯一的，它们保持平衡态，满足细致平衡条件，属于一个半群。给出了三维量子比特Davies映射集的一个完整刻画。我们对这些映射进行了分析，找出了它们的最小输出熵.还提供了qutrits的Davies映射的特征。
2009-12-01 quant-ph
Quantum-enhanced single and multiparameter metrology in qutrit ensembles by generalized twisting dynamics
Indian Institute of Technology Madras（印度马德拉斯理工学院）；University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
本文提出三种单轴扭转模型的qutrit推广形式，用于qutrit系综的量子增强计量，可实现多方向近海森堡标度传感，能克服估计模糊性等问题，还利用su(3)代数实现对易生成元的近海森堡标度计量。
2026-08-28 quant-ph
A Fully Device-Independent Ternary Quantum Key Distribution Protocol Based on the Impossible Colouring Game
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）；Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯理工学院）；Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Indian Institute of Technology Kharagpur（卡拉格普尔理工学院）；Presidency University（总统大学）
基于不可能着色游戏的三进制完全设备无关量子密钥分发协议，利用最大纠缠三态实现安全密钥生成，通过贝尔不等式违反提升安全性与密钥率。
2026-02-23 quant-ph
Spin Squeezing Enhanced Quantum Magnetometry with Nitrogen-Vacancy Center Qutrits
本文研究利用标准 Ramsey 协议和 Lindblad 方程，探讨三能级 NV 中心在退相干下的自旋压缩增强量子磁力测量，发现合理调度压缩与自由演化时间可在无动力学解耦时维持精度优势。
2025-08-09 quant-ph
Speed limits of two-qutrit gates
本研究通过实证与解析方法研究三能级量子三元CZ门的速度极限，比较两种方法的结果并分析其与量子比特门的速度差异。
2025-10-09 quant-ph
Spin-1 teleportation-based quantum state tomography
Departamento de Física, Universidade Federal de São Carlos（圣卡洛斯联邦大学物理系）
研究将基于量子隐形传态的量子态层析成像协议从量子比特扩展到量子三态，核心方法是利用爱丽丝对自旋-1系统进行类似贝尔测量及制备单量子三态并传送给鲍勃，主要贡献是实现了对量子三态的量子态层析成像。
2026-07-08 quant-ph
Fast entanglement detection for unknown states of two spatial qutrits
我们研究了Maciel等人提出的方法的实用性。80，032325（2009）]，用于检测两个空间量子（3维量子系统）的纠缠，其被编码在通过多狭缝孔径传输的单个光子的离散横向动量中。该方法是基于通过投影测量获取量子态的部分信息，并用半定态程序进行数据处理分析。这种分析依赖于逐渐产生一个最佳的纠缠见证算子，数值研究表明，它允许的纠缠检测的未知状态的成本远低于全态层析。
2010-04-14 quant-ph
Optimal synthesis of general multi-qutrit quantum computation
提出一种递归Cartan分解方法，实现任意多量子三态门的最优量子电路综合，显著降低门成本，达到渐近最优。
2023-10-18 quant-ph
Symmetric Ternary Quantum Homomorphic Encryption Schemes Based on the Ternary Quantum One-Time Pad
针对一个三值量子逻辑电路，基于三值量子一次性协议，提出了四种对称三值量子同态加密方案。首先，针对四分之一旋转门构造了一个同态量子加密方案。其次，基于一个3 × 3广义酉变换的综合，提出了另一个四分之一量子同态加密方案。第三，根据四分之一方案，构造了关于GCX（m '）门的二分之一量子同态加密方案，并将其推广到n分之一酉矩阵的情形。最后从两个角度分析了这些方案的安全性。结果表明，攻击者能够以最大概率${p_k} = {1 \mathord{\left/ {\vphantom {1 {3^{3n}}}} \right. \kern-\nulldelimiterspace} {3^{3n}}}$正确地猜出加密密钥，从而更好地保护用户数据的隐私。而且这些方案可以很好地集成到未来的量子远程服务器体系结构中，在分布式计算环境下可以很好地解决用户私有量子信息的计算安全问题。
2015-05-12 quant-ph
Generating NOON states in circuit QED using multi-photon resonance in the presence of counter-rotating interactions
NOON态是宝贵的量子资源，在量子通信、量子精密测量和量子信息处理等领域有着广泛的应用。在这里，我们提出了一个快速，简洁和可靠的协议，确定性地产生NOON状态的两个谐振器耦合到一个单一的$\triangle$型超导qutrit。特别地，我们推导出有效的哈密顿在多光子共振的谐振腔模式和qutrit之间的强烈的反旋转相互作用凭借。基于这些关键的有效哈密顿量，我们的协议简化了以前的使用单光子共振，从而减少了状态准备的操作数量。为了测试该协议的鲁棒性，我们分析了包括耗散和失相的退相干和谐振器模式的串扰对状态保真度的影响，通过Lindblad主方程的本征态的完整的哈密顿。
2019-11-20 quant-ph
