Direct Fidelity Estimation for Generic Quantum States
针对量子态保真度估计问题，提出结合量子振幅估计与经典影子层析的通用协议，将计算成本降至希尔伯特空间维度平方根量级，并大幅减少测量次数与通信成本。
2024-12-10 quant-ph
Direct estimation of minimum gate fidelity
随着当前对构建量子计算机的兴趣，强烈需要精确且有效地表征量子门实现中的噪声。量子门性能的关键量度是最小门保真度，即，门的保真度，在所有输入状态下最小化。传统上，最小保真度的估计，首先准确地重建全门过程矩阵使用量子过程层析成像（QPT）的实验过程。然后，进行数值最小化以找到最小保真度。然而，众所周知，QPT是昂贵的，如果目标只是估计一个数字，我们可能会做得更好。在这项工作中，我们提出了一个混合的数值实验计划，采用数值无梯度最小化（GFM）和实验目标保真度估计过程直接估计的最小保真度，而无需重建的过程矩阵。我们比较这一替代方案，称为QPT保真度估计，不使用QPT，但直接采用最小的门保真度作为终止标准。因此，这两种方法都可以被认为是直接估计方案。一般的理论界建议一个显着的资源节约GFM计划QPT保真度估计，然而，特定类别的噪声的数值模拟表明，这两种方案具有相似的性能，提醒我们需要谨慎使用一般的界限时，具体的例子。然而，GFM计划，提出了未来的资源成本的改善潜力，甚至更有效的GFM算法的发展。
2020-08-19 quant-ph
Process fidelity estimation of linear optical quantum CZ gate: A comparative study
我们提出了一个系统的比较不同的方法的保真度估计的线性光量子控制Z门实现的双光子干涉的部分偏振分束器。我们已经利用了一个线性保真度估计的基础上的蒙特卡罗抽样技术，以及一个非线性估计的基础上极大似然重建的一个完整的量子过程矩阵。此外，我们还计算了由两个相互无偏基的平均量子态量子数决定的量子门保真度的下限。为了探测各种制度的操作的门，我们引入了一个可调延迟线之间的两个光子。这使我们能够从高保真操作转移到光子变得可区分的状态，并且该方案的成功概率显着取决于输入状态。我们详细讨论了可能影响门保真度估计的系统效应。
2014-03-19 quant-ph
Advancement of estimation fidelity in continuous quantum measurement
我们估计一个未知的量子比特从长序列的n个随机偏振测量精度德尔塔。利用后验状态的标准伊藤随机方程在连续测量极限下计算了保真度的提高。我们证明了当n >> Delta^2 / 96 >> 1时，标准最优值2/3是渐近达到的。我们附加了一个简短的推导新的伊藤方程的估计状态。
2002-02-09 quant-ph
Separable Measurement Estimation of Density Matrices and its Fidelity Gap with Collective Protocols
我们发现，在大样本限制下，量子比特混合状态估计中的可分离测量和集体测量的性能之间存在差距。我们的特点是这样的差距方面的平均保真度相应的界限。我们提出了一个自适应协议，达到可分离的测量界。这种（最佳可分离）协议使用冯诺依曼测量，可以很容易地实现与当前的技术。
2006-09-25 quant-ph
Variational Quantum Fidelity Estimation
计算量子态保真度对于验证和表征量子计算机上制备的态具有重要意义。在这项工作中，我们提出了新的下限和上限的保真度$F(ρ,σ)$的基础上的“截断保真度”$F(ρ_m, σ)$，这是评估状态$ρ_m$通过投影$ρ$到其$m$ -最大特征值。我们的边界可以细化，即，它们与$m$单调收紧。为了计算我们的边界，我们引入了一个混合量子经典算法，称为变分量子保真度估计，它包括三个步骤：（1）变分对角化$ρ$，（2）计算矩阵元素的$σ$的特征基的$ρ$，和（3）结合这些矩阵元素来计算我们的边界。我们的算法是针对的情况下，$σ$是任意的和$ρ$是低秩，我们称之为低秩保真度估计，我们证明了一个经典的算法不能有效地解决这个问题。最后，我们证明了我们的边界可以检测量子相变，往往比以前已知的可计算的现实情况下的边界更紧。
2020-03-03 quant-ph
Quantum Fidelity Estimation in the Resource Theory of Nonstabilizerness
本文在非稳定子资源理论中提出面向奇素数维 qudit 态与信道的常数测量保真度估计协议，并揭示 Wigner 秩、mana 等非稳定子度量对样本复杂度的指数级支配作用。
2025-06-15 quant-ph
Improved Quantum Algorithms for Fidelity Estimation
保真度是两个量子态接近程度的基本度量，从理论和实践的角度来看都是重要的。然而，在一般情况下，很难给出保真度的良好估计，特别是当一个工作与混合状态在希尔伯特空间的非常高的维度。虽然在保真度估计方面已经取得了一些进展，但所有先前的工作要么需要大量相同的相关状态副本，要么依赖于未经证实的统计学。在这项工作中，我们通过开发新的和有效的量子算法的保真度估计与可证明的性能保证的情况下，至少有一个状态是近似低秩的这两个方面进行改进。我们的算法使用先进的量子线性代数技术，如量子奇异值变换，以及密度矩阵幂和量子频谱采样。作为一个补充的结果，我们证明了保真度估计任何非平凡的常数添加剂的准确性是很难在一般情况下，通过给出一个样本的复杂性下界，多项式依赖于尺寸。此外，如果电路描述的相关状态，我们表明，任务是很难的复杂性类称为（诚实的验证者）量子统计零知识通过减少密切相关的结果Watrous。
2022-03-30 quant-ph
Optimal binary strategy for angular displacement estimation based upon fidelity appraisal
我们报告的最佳二进制策略的角位移估计。测量系统是一个改进的马赫-曾德尔干涉仪，由携带轨道角动量的相干态馈电，两个道威棱镜嵌入两条光路。在保真度评价方面，讨论了奇偶检测和Z检测，并给出了最优估计策略。我们还研究了几个现实的情况下的保真度的影响，包括传输损耗，检测效率，暗计数，和那些是它们的组合。最后，我们展示了一个原理性的实验证明，并进行贝叶斯估计的数据处理。实验结果意味着解决了1.86倍的增强，这表明超分辨信号。同时，在大于500次的试验中，我们表明可以通过获得的结果信息精确地估计角位移。
2018-08-13 quant-ph
Theory of versatile fidelity estimation with confidence
该研究提出带置信度的通用量子保真度估计技术，允许实验者自选测量设置，构建近似极小极大最优置信区间的估计量，兼具鲁棒性与低样本复杂度，还可推广至任意可观测量的期望值估计。
2024-07-08 quant-ph
Adaptive State Fidelity Estimation for Higher Dimensional Bipartite Entanglement
建立了一种二分高维系统量子态保真度的自适应估计方法。该方法采用状态验证算子，该算子由局部POVM算子构造，并在计算基础上适应测量统计。利用该方法，我们构造了稳定Bell纠缠态的态验证算子。在计算基础上引入误差算子，可以在较少的测量配置下估计Bell型纠缠态的态保真度的上、下界。这些界限可以比在[Bavaresco等人，Nature Physics（2018），14，1032~1037]，如果除了计算基础中的测量之外，还构建了一个以上的局部POVM测量。
2020-09-16 quant-ph
Efficient algorithm for fidelity estimation of two quantum states
TCG CREST；Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)（印度科学创新研究院）；KIIT University（KIIT大学）
本文提出一种高效量子算法，用于估计两个混合态的保真度，基于密度矩阵指数运算和干涉仪方案，时间复杂度为O(κ²N²/ε⁷)，适用于密度矩阵互易的量子态。
2026-09-07 quant-ph
Efficient verification and fidelity estimation of discrete bipartite squeezed states
为了获得优势，量子技术利用量子力学特有的现象。两个这样的现象是压缩和纠缠。在生成了表现出这些特征的状态之后，用局部测量来验证它们的生成可能是一个困难的过程。在这里，我们考虑使用两个量子点的单轴压缩哈密顿量，不仅产生纠缠的两个量子点的压缩态，但也导致各种形式的有趣的纠缠态。我们展示了如何使用本地测量来有效地验证和直接估计这些生成的状态的保真度。
2021-06-01 quant-ph
Compressed Sensing for Efficient Fidelity Estimation of GHZ States
Unitary Foundation；New Mexico Consortium（新墨西哥联盟）；Quantonation
本文提出利用压缩感知技术高效估计GHZ态保真度，通过利用GHZ态的稀疏性减少测量开销，同时保持高精度，并在量子模拟器和量子阱离子硬件上验证了其鲁棒性和实用性。
2026-04-30 quant-ph
Optimal partial estimation of quantum states from several copies
我们推导了在N个相同的量子比特上进行部分测量后，平均估计保真度和量子比特态的平均保真度之间的最佳折衷的解析公式。我们还推测解析表达式的最佳保真度权衡的情况下，部分测量N个相同的副本的d-水平系统。
2006-06-13 quant-ph
Experimental estimation of quantum discord for polarization qubit and the use of fidelity to assess quantum correlations
我们解决了由一对偏振量子比特组成的系统的熵量子不和谐的实验测定。我们比较了全部和部分断层扫描的结果，发现这两个决定是统计上兼容的，部分断层扫描导致去极化状态的不和谐值较小。尽管事实上，我们的国家很好地描述，在保真度方面，由家庭的去极化或相位阻尼状态，他们的熵不和谐可能是很大的不同，从这些类别的状态预测，这样，没有可靠的估计程序超出层析成像可以有效地实施。我们的结果，加上缺乏一个通用的两量子比特状态的熵不和谐的解析公式，表明量子不和谐的估计是一个固有的噪声过程。此外，我们质疑使用保真度作为品质因数来评估量子相关性。
2013-05-21 quant-ph
Spectral Minimax Direct Fidelity Estimation for Generic Target States
NextQuantum
本文提出了一种针对任意目标状态的精确光谱替换方法，在非适应性单次复制测量模型下优化保真度估计，通过单个算子恒等式表征无偏线性估计器，并将精确最小最大问题转化为半正定规划，实现更优的估计方差。
2026-05-02 quant-ph
Fidelity Estimation of Entangled Measurements with Local States
提出仅需局部态制备与经典后处理的协议，通过按重要性选择泡利本征态测量，高效估计n比特纠缠测量保真度，样本复杂度由非零期望泡利算符数决定，并以稳定子Rényi熵度量估计难度。
2023-12-21 quant-ph
Scalable Quantum Tomography with Fidelity Estimation
我们提出了一个纯量子系统的量子层析成像方案，该方案采用随机基测量和生成学习方法，以及内置的保真度估计方法来评估层析成像状态的可靠性。我们从理论上证明了该方案的有效性，并对三种典型的量子信息态和随机激发态进行了数值模拟实验，验证了该方案的有效性和鲁棒性。当系统规模增大时，满足一定收敛准则所需的副本数以低次多项式的方式增长，从而实现了对实际量子态层析至关重要的可扩展性.
2018-12-09 quant-ph
Efficient experimental estimation of fidelity of linear optical quantum Toffoli gate
提出了N比特控制Z门量子过程保真度的一个有效可测下界。这个界限是由N个部分共轭乘积基的平均输出态密度决定的。我们的方法的一个明显的优势是，只有与产品状态的结晶需要测量，同时保持测量的总数远远小于什么是必要的全量子过程层析成像。作为应用，我们用这种方法对三量子比特线性光量子Toffoli门的量子过程保真度F进行了实验估计，发现F>=0.83。我们还通过从输入的乘积态制备GHZ型三量子比特纠缠态证明了门的纠缠能力。
2013-10-16 quant-ph
Direct Fidelity Estimation from Few Pauli Measurements
我们描述了一个简单的方法来证明一个实验设备准备一个所需的量子态ρ。我们的方法适用于任何纯状态ρ，它提供了一个估计的保真度ρ和实际（任意）状态在实验室中，一个恒定的附加误差。该方法只需要测量根据重要性加权规则随机选择的固定数量的泡利期望值。我们的方法比全层析成像的速度快了一个因子d，状态空间的维度，并且很容易和自然地扩展到量子信道。
2011-04-30 quant-ph
Fidelity-optimized quantum state estimation
我们描述了一个优化的，自校正的程序的纯量子态的贝叶斯推断。通过分析每个步骤的测量结果的历史，该过程返回最可能的纯状态，以及接下来的测量的最佳基础。选择后者以平均最大化测量后最可能状态的保真度。我们还考虑了这个协议的一个实际的变体，其中可用的测量基地被限制在某些有限的基地集。我们通过详细考虑单量子比特和双量子比特的情况，并将我们的方法与其他现有方法的性能进行比较，证明了我们的方法的成功。
2015-09-11 quant-ph
Randomized Benchmarking Using Unitary t-Design for Average Fidelity Estimation of Practical Quantum Circuit
随机基准测试是一种有效的评估有噪声量子线路平均保真度的方法。然而，它对单一误差不敏感。在这里，我们提出了一种随机基准测试的方法，其中一个单一的t-设计，并通过它的单一误差估计可以转换为一组酉算子的伪随机性分析。当对n量子位d维系统进行酉t设计时，我们给出了随机基准测试序列数量的界。通过引入局部随机幺正算子，幺正t-设计的分解，该界比以前的多量子比特电路界更实用。我们还给出了一个严格的钻石范数之间的任意和均匀分布的酉算子集，形成一个ε-近似酉t-设计。它可以用来定量分析大规模量子线路中相应的平均保真度和误差。
2017-12-12 quant-ph
Minimization of the estimation error for entanglement distribution networks with arbitrary noise
保真度估计对于纠缠分发网络的质量控制至关重要。由于测量会使量子态坍缩，我们考虑一种设置，其中节点随机采样纠缠量子比特对的子集进行测量，然后根据测量结果估计未采样量子比特对的平均保真度。所提出的估计协议在具有任意噪声且没有先验信息的困难场景中实现了最低的均方估计误差。此外，该协议是实现友好的，因为它只执行本地泡利算子根据预定义的序列。数值研究表明，现有的保真度估计协议相比，所提出的协议减少了估计误差，在这两种情况下与i.i.d.噪声和相关噪声。
2022-10-07 quant-ph
Statistical Methods for Quantum State Verification and Fidelity Estimation
量子态的有效和可靠的证明对于各种量子信息处理任务以及量子技术的实现的总体进展是必不可少的。在过去的几年中，已经引入了几种方法，这些方法使用先进的统计方法来以资源有效的方式证明量子态。本文就这一领域的最新进展作一综述。我们首先解释如何验证和保真度估计的量子态可以讨论的假设检验的语言。然后，我们详细解释了各种策略的验证纠缠态的本地测量或测量辅助本地操作和经典通信。最后，我们讨论了该问题的几个扩展，如量子信道的证明和纠缠的验证。
2022-05-08 quant-ph
Practical Fidelity Estimation for Noisy Quantum Devices Using Direct and Survival-Probability-Based Protocols
Indian Institute of Science Education and Research Mohali（印度科学教育研究学院莫哈利分校）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；VTT Technical Research Centre of Finland（芬兰国家技术研究中心）
本研究提出两种无需完整层析重建的软件导向保真度估计协议，可提升噪声量子设备的表征鲁棒性，且在多量子比特态数值实验中验证了其性能优势。
2026-10-16 quant-ph
Optimizing resource bounds in direct fidelity estimation
Quantum Art（量子艺术）
本文研究直接保真度估计中，利用噪声结构信息优化资源界限，通过减少采样设置和重新分配误差预算，降低测量成本。
2026-06-16 quant-ph
Scalable estimation of pure multi-qubit states
介绍了一种基于归纳的$n$ -量子比特纯态估计方法。这是基于对$2n+1$可分离基或$2$纠缠基的状态的投影测量加上计算基础。因此，测量基的总数分别按比例缩放为$O(n)$和$O(1)$。因此，与其他估计方法相比，所提出的方法在量子比特的数量上表现出非常有利的缩放。蒙特卡罗数值实验表明，该方法具有较高的估计精度.例如，利用$21$可分离基实现$10$量子位的希尔伯特空间上的$0.88$的平均保真度。可分离基的使用使得我们的估计方法特别适合于噪声中等规模量子计算机中的应用，其中纠缠门比本地门精确得多。我们实验证明了所提出的方法在IBM的量子处理器之一，通过估计4量子比特格林伯格-霍恩-蔡林格状态的保真度接近$0.875$通过可分离的基地。其他$10$ -量子比特可分离和纠缠态分别实现了$0.85$和$0.7$量级的估计保真度。
2021-07-12 quant-ph
Experimental Estimation of Average Fidelity of a Clifford Gate on a 7-qubit Quantum Processor
实验中的量子门固有地容易出现错误，这些错误需要在它们可以被校正之前被表征。通过量子过程层析成像进行全面表征是不切实际的，而且往往是不必要的。对于大多数实际目的，估计更一般的量（如平均保真度）就足够了。在这里，我们使用酉2-设计和旋转协议，有效地估计Clifford门的平均保真度，以证明一个7量子比特纠缠门在核磁共振量子处理器。与全过程层析成像所需的多个$10^8$实验相比，我们进行了1656次实验，以满足99%的统计置信水平。实验中Clifford门的平均保真度为55.1%，如果去除退相干引起的失真，则可提高到87.5%。整个证明Clifford门的协议是有效的和可扩展的，并且可以很容易地扩展到任何一般的量子信息处理器，只需很小的修改。
2014-11-28 quant-ph
Operator-aware shadow importance sampling for accurate fidelity estimation
NextQuantum；Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University（首尔大学电气与计算机工程系）；Department of Computer Science and Engineering, Konkuk University（建国大学计算机工程系）
本文提出面向运算符的阴影重要性采样算法，通过改进保真度估计方法，提升对结构化态和海尔随机态的准确性和效率。
2026-03-11 quant-ph
A Lightweight Protocol for Matchgate Fidelity Estimation
University of Cambridge（剑桥大学）；University of Oxford（牛津大学）
提出一种低深度随机化协议，利用匹配门超算符的块对角结构，通过泡利态制备与测量高效估计纠缠保真度，相比 Flammia-Liu 协议在经典采样复杂度上指数级改进，预期测量次数减少 1/√n。
2026-07-03 quant-ph
Sample- and Hardware-Efficient Fidelity Estimation by Stripping Phase-Dominated Magic
NextQuantum Innovation Research Center, Department of Physics and Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系量子创新研究中心）；Department of Physics, Korea University（高丽大学物理系）；Department of Quantum Information Science and Engineering, Sejong University（世宗大学量子信息科学与工程系）
本文提出一种样本和门高效的保真度估计算法，通过剥离相主导的魔法减少目标态的魔法，从而在有限的量子设备资源下实现高效的保真度估计。
2026-04-28 quant-ph
Uncertainty Quantification for Quantum Fidelity Estimation
University of Colorado, Boulder（科罗拉多大学博尔德分校）
针对量子保真度估计缺乏严格不确定性量化的问题，本文提出贝叶斯启发的共形预测框架，结合经典与神经网络点估计器，在多类实验挑战下验证其鲁棒性，为量子系统验证提供可靠方法。
2026-10-09 quant-ph
Quantum Algorithm for Fidelity Estimation
对于$N$维希尔伯特空间中的两个未知混合量子态$ρ$和$σ$，计算它们的保真度$F(ρ,σ)$是量子计算和量子信息中具有许多重要应用的基本问题，例如量子计算机输出的验证和表征，以及量子算法的设计和分析。在本文中，我们提出了一个量子算法，解决了这个问题在$\operatorname{poly}(\log (N), r, 1/\varepsilon)$时间，其中$r$是较低的秩$ρ$和$σ$，和$\varepsilon$是所需的精度，提供的纯化$ρ$和$σ$是由量子预言机准备。该算法表现出指数加速比最知名的算法（基于量子态层析成像），其时间复杂度在$N$多项式。
2022-09-29 quant-ph
One-to-One Correspondence between Deterministic Port-Based Teleportation and Unitary Estimation
The University of Tokyo（东京大学）
研究确定性端口量子传送与单位元估计的最优保真度关系，推导端口量子传送的渐近最优保真度，并改进已有结果。
2026-03-22 quant-ph
Context Aware Fidelity Estimation
提出 CAFE 框架，通过重复目标子电路并拟合保真度随 n 的变化来分离相干与非相干误差，以更少资源实现高精度量子操作基准测试。
2023-03-30 quant-ph
Sublinear Copies Suffice for Fidelity Estimation with Pauli Measurements
Cornell University（康奈尔大学）；Rice University（莱斯大学）；Stony Brook University（石溪大学）
提出一种以亚线性泡利测量次数估计量子保真度的协议，精度ε内所需测量数为o(d^{0.9908}/ε^2)。
2026-11-05 cs.CC quant-ph
Efficient fidelity estimation: Alternative derivation and related applications
本文通过函数幂级数展开和迹函数性质，为量子态保真度的简化表达式提供了替代证明，并拓展了新型不相似函数和复杂迹函数的研究。
2024-07-15 quant-ph
Efficient Fidelity Estimation with Few Local Pauli Measurements
本研究将 Huang 等人的认证协议重构为保真度估计协议，通过分析偏差并引入 k-广义局部逃逸性质，解决了三个开放问题，实现了对多种量子态的高效准确估计。
2025-10-09 quant-ph
Versatile fidelity estimation with confidence
针对量子器件性能验证需求，提出一种兼容任意测量协议的带置信度的通用量子态保真度估计方法，其置信区间接近极小极大最优，经模拟和离子阱量子计算机实验验证效果可比肩前沿技术，且可扩展至任意可观测量期望值估计。
2024-07-08 quant-ph
Simulation-Free Fidelity Estimation via Quantum Output Order Statistics
提出一种基于量子输出次序统计量的免模拟保真度估计方法，仅需最高概率输出比特串，在谷歌12量子比特Sycamore实验上验证，适用于中等规模量子电路。
2025-10-14 cond-mat.dis-nn quant-ph
Simplest fidelity-estimation method for graph states with depolarizing noise
本文针对含退极化噪声的图态保真度估计问题，通过分析比特翻转错误对稳定子算符的影响，将仅需单次测量的最简方法从相位翻转噪声扩展至退极化噪声，并数值验证了其在插值噪声模型下的有效性。
2023-09-15 quant-ph
Phase-Fidelity-Aware Truncated Quantum Fourier Transform for Scalable Phase Estimation on NISQ Hardware
Department of CSE, National Institute of Technology Puducherry, Karaikal 609 609, India（印度卡拉卡尔本地治里国立技术学院计算机科学与工程系）
本文提出了一种面向相位保真度的截断量子傅里叶变换，通过截断深度参数减少门操作数量，提升NISQ设备的相位估计效率，实验验证了在高噪声环境下该方法的优越性。
2026-04-07 quant-ph
Toolbox for entanglement detection and fidelity estimation
态保真度的确定和纠缠态的检测是量子信息实验中的基本问题。我们研究如何以最小的努力实现这些目标。我们表明，GHZ和W状态的保真度可以确定的努力只与量子比特数线性增加。我们还提出了简单而强大的方法，其他状态，如集群状态和状态的消相干自由子空间。
2007-09-13 cond-mat.other quant-ph
Optimal probabilistic estimation of quantum states
我们将量子态的概率无模糊判别的概念推广到量子态估计。我们考虑的情况下，测量设备可以输出未知的输入状态的估计或不确定的结果。我们提出了一个一般的方法来评估概率估计策略所能达到的最大保真度。我们说明了我们的方法上两个明确的例子：从一对共轭量子比特和相位协变估计的量子比特从N个副本的估计。我们表明，通过允许不确定的结果，它是可能达到的估计保真度高于最好的确定性估计策略所实现的。
2006-06-19 quant-ph
Beating noise with abstention in state estimation
我们解决的问题，估计纯量子比特状态与非理想（噪声）的测量在多副本的情况下，其中的数据由N个相同的准备量子比特。我们发现，估计的平均保真度可以显着增加，如果估计协议允许不确定的答案，或弃权。我们提出了最佳的这样的协议，并计算其保真度为一个给定的概率的拦截。与标准估计相比的改进，在没有抑制的情况下，可以被视为有效的噪声降低。这些结果和其他结果都是在N值较小时得到的。对于渐近大的N，我们推导出解析表达式的保真度和概率的precision，并表明，对于一个固定的保真度增益，后者随N的Kulback-Leibler（相对）熵的指数速率下降。作为一个副产品，我们得到了一个渐近表达式，在这个非常熵的概率，一个系统的N量子比特，都准备在同一个状态，有一个给定的总角动量。我们还讨论了一个极端的情况下，噪声随N的增加，估计与precision提供了一个最显着的改善相比，标准的方法。
2012-05-24 quant-ph
A Tailored Fidelity Estimation and Purification Method for Entangled Quantum Networks
Graduate School of Media and Governance, Keio University（庆应义塾大学媒体治理研究生院）；Graduate School of Media Design, Keio University（庆应义塾大学媒体设计研究生院）；Faculty of Environment and Information Studies, Keio University（庆应义塾大学环境信息学部）
本研究提出一种同时进行量子态重构和纠缠纯化的方法，显著减少启动量子网络所需的贝尔对数量，并能同时纠正比特翻转和相位翻转误差。
2026-02-20 quant-ph
Direct fidelity estimation through joint fiducial grouping
ICFO - Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（光子科学研究所，巴塞罗那科技研究院）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（量子技术中心，新加坡国立大学）
针对直接保真度估计在非克利福德门场景下开销过高的问题，提出联合基准分组方法，推导相关估计量并将其应用于强化学习门校准，实现低开销的上下文保留保真度估计。
2026-08-20 quant-ph
Efficient Fidelity Estimation of General Quantum Resource States via Clifford Circuits
Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理 perimeter 研究所）；University of Waterloo（滑铁卢大学）；Kyoto University（京都大学）；Osaka University（大阪大学）；Fujitsu Quantum Computing Joint Research Division, Center for Quantum Information and Quantum Biology, Osaka University（富士通量子计算联合研究部，大阪大学量子信息与量子生物学中心）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
提出基于 Clifford 门和 Pauli 测量的 Bell-相干保真度估计（BCFE），实现最优样本复杂度 Θ(1/ε)，在 STAR 架构中比 DFE 节省约 27 倍资源，支持容错量子计算的高效资源基准测试。
2026-10-06 quant-ph
Error minimization for fidelity estimation of GHZ states with arbitrary noise
针对任意噪声下无先验信息的GHZ态平均保真度估计问题，提出结合保保真度对角化、布洛赫表示分析与Fisher信息最大化的协议，实现最小均方误差且易部署，在两类噪声场景下均优于现有方案。
2024-08-18 cs.IT math.IT quant-ph
Density matrix and fidelity estimation of multiphoton entanglement via phaselift
多光子纠缠的实验已经被一些研究小组所做，包括潘氏小组（参考文献1）。[2]，[3]，[5]）。显然，光子数的增加会导致测量矩阵维数的急剧增加，从而导致测量时间的大量消耗。从实用的角度来看，我们希望通过尽可能少的测量获得最多的信息的多光子纠缠。低秩矩阵恢复（LRMR）提供了这样一种可能性，解决所有的问题的测量矩阵的基础上更少的数据。在本文中，我们想验证LRMR是否适用于6个量子比特和8个光子，与Pan小组给出的数据相比，即我们输入一部分数据来计算所有其他数据。通过对它们的密度矩阵、保真度和可见度的研究，发现其结果与Pan等人提供的数据保持一致，从而证实了LRMR可以简化更多光子的实验测量。特别是，我们发现，非常有限的数据也会得到很好的支持实验的保真度时，利用低秩，纯状态，稀疏或位置信息。我们的分析计算证实了LRMR可以推广到多光子纠缠态。
2014-05-11 quant-ph
Is global asymptotic cloning state estimation?
我们提出的问题是，在单拷贝水平上有效的量子克隆和量子态估计之间的渐近等价性，当所有的拷贝被联合检查时，是否仍然成立。对于N-to-M克隆器，我们考虑M个输出系统的状态和M个理想拷贝的状态之间的整体保真度，并且我们询问在大M的限制下，测量和准备协议是否可以达到最佳保真度。为了直观地理解一般问题，我们分析了两个具体的例子：i）克隆Bloch球赤道上的量子比特态和ii）克隆两个量子比特的最大纠缠态。在第一种情况下，我们证明了在大M的限制下，最优测量和准备保真度收敛于最优克隆器的保真度。在第二种情况下，我们限制我们的注意力经济的协变克隆，并再次，我们表现出一个测量和准备协议，实现渐近的最佳保真度。非常违反直觉的是，在这两种情况下，为了最大化整体保真度而必须准备的最佳状态不是对应于M个相同副本的产品状态，而是合适的M-partite纠缠态：简单的协议，其中一个估计输入状态并重新准备M个相同的估计状态副本是严格次优的，即使在渐近极限。
2014-04-04 quant-ph
Fidelity trade-off for finite ensembles of identically prepared qubits
我们计算的质量之间的权衡估计的量子态的系综相同的准备量子位和最低水平的干扰，必须引入这个过程中的量子力学。权衡量化使用两个平均保真度：操作保真度，其特征在于最终量子比特状态的平均相似性的初始状态，和描述所获得的估计的质量的估计保真度。我们分析量子操作的属性饱和的可扩展性界的操作保真度与估计保真度，这使我们能够大大降低的复杂性的问题，找到权衡曲线。简化的优化问题具有一组三对角矩阵的特征值问题的形式，并且可以使用标准数值工具轻松求解。
2001-07-27 quant-ph
Optimal verification and fidelity estimation of maximally entangled states
我们研究了最大纠缠态的验证，借助最简单的测量设置：无自适应的局部投影测量。我们发现，最佳协议是在一对一的对应关系，从正交基构造的复杂的投影2-设计。具有最小测量设置的最优协议与相互无偏基的完整集合一一对应。在此基础上，我们构造了任意局域维数的最优协议，该协议也可用于估计与目标态的保真度和检测纠缠。此外，我们表明，不完全的相互无偏基的集合是最佳的验证最大纠缠态的测量设置的数量是有限的。此外，我们构建了最佳协议的对抗性的情况下，状态准备是不可信的。测试的数量与非对抗场景的对应物具有相同的缩放行为;开销不超过三倍。我们还证明了，只要局域维数足够大，最大纠缠态的纠缠可以在任何给定的显著性水平上只用一次检验来证明。
2019-12-30 quant-ph
