Certifying sets of quantum observables with any full-rank state
本文提出用任意满秩态认证(CFR)方法,证明某些量子可观测量集合可通过序贯测量统计和任意满秩初始态进行认证,并建立了 CFR 与 Bell 自测试之间的根本联系。
2024-04-08 quant-ph
Sequential projective measurements for channel decoding
研究了经典信息在量子信道中的传输。我们提出了一个解码过程,这是非常简单的,但仍然达到了信道容量。它是用来给一个替代的直接证明,经典的能力是正则化的Holevo界。该程序仅使用投影测量,并且仅基于连续的“是”/“否”测试。
2011-03-22 quant-ph
Certifying localizable quantum properties with constant sample complexity
Center for Quantum Information, Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University(清华大学交叉信息研究院量子信息中心);Institute for Interdisciplinary Information Sciences, Tsinghua University(清华大学交叉信息研究院);Yenching Academy, Peking University(北京大学燕京学堂);Yau Mathematical Sciences Center, Tsinghua University(清华大学丘成桐数学科学中心)
本文提出了一种通用的认证框架,通过本地测量在小子系统上投影 ensemble 来认证全局性质,如多体纠缠、电路复杂度和量子魔法,同时显著降低实验成本并提高鲁棒性和可靠性。
2026-07-21 quant-ph
Certifying Measurement Incompatibility under Bounded Classical Communication
Institute for Information Processing (tnt/L3S)(信息处理研究所);Leibniz Universität Hannover(汉诺威莱布尼茨大学)
本文针对有界经典通信下认证测量不相容性的问题,引入并集最大泄漏量化观测概率的共同经典解释所需信息,通过线性规划计算,证明其与经典通信比特数及纠缠的关系,并用于认证随机性私密性。
2026-10-06 quant-ph
Sharing tripartite nonlocality sequentially using only projective measurements
本文研究仅用投影测量和共享经典随机性共享三方非定域性,发现无偏测量下两个Charlie可共享标准非定域性,有偏测量可将共享真正非定域性的Charlie增至两个。
2024-06-26 quant-ph
Secure and robust randomness with sequential quantum measurements
针对现有设备无关量子随机数协议性能有限的问题,本文提出利用序贯测量复用量子态的方案,证明类Tsirelson边界,构造可达边界的量子比特协议,通过数值与光子实验验证其噪声鲁棒性,为高效设备无关协议提供新思路。
2024-12-16 quant-ph
Causal-Order Identification of Memoryless Sequential Quantum Processes from Restricted Projective Data
The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen(香港中文大学(深圳));International Quantum Academy(国际量子学院);Nagoya University(名古屋大学)
本文研究了从受限投影数据中识别无记忆顺序量子过程因果顺序的充要条件,通过引入代数一致性要求完善了基于伪密度矩阵的判据。
2026-10-01 quant-ph
Projective measurements are sufficient for recycling nonlocality
针对顺序观察者共享纠缠态的非定域性回收问题,本文证明无需非锐测量或量子辅助系统,仅用投影测量即可实现,并给出 CHSH 情形下的最优权衡与更大顺序违背。
2024-03-01 quant-ph
Certifying the quantumness of a nuclear spin qudit through its uniform precession
本研究通过测量硅基单自旋7/2 ¹²³Sb核自旋进动的x投影正定性,以19个标准差违反经典边界,认证了核自旋奇异态的量子性,验证了单原子尺度qudit高保真量子资源态制备能力。
2024-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unbounded Sharing of Nonlocality Using Projective Measurements
本研究提出局部随机性辅助的投影测量协议,突破投影测量破坏纠缠的认知,实现任意数量顺序观察者与单一爱丽丝共享非局域性,揭示双方不相容性相互作用,为量子非局域性研究及信息处理提供新范式。
2023-11-14 quant-ph
Experimental Demonstration of Sequential Quantum Random Access Codes
随机存取码(RAC)是一种将消息编码成较短消息的策略,其方式是原始消息的任何比特仍然可以以非平凡的概率恢复。用量子比特而不是经典比特进行编码可以提高这种概率,但有一个重要的限制:由于标准量子测量造成的干扰,量子比特不能使用超过一次。然而,正如Mohan,Tavakoli和Brunner最近所示[New J. Phys. 21 083034,(2019)],弱测量可以缓解这个问题,允许两个顺序解码器比最好的经典RAC表现得更好。我们使用单光子实验表明,这些弱测量是可行的和非经典的成功概率是可以实现的两个解码器。我们证明了这一点的测量强度的不同值,并使用我们的实验结果,把他们的严格限制,证明我们的设置的准确性。这证明了将顺序量子RAC用于量子信息任务(例如不可信设备的自测试)的可行性。
2020-08-20 quant-ph
Quantifying the intrinsic randomness in sequential measurements
本文严格定义了序列测量中的量子内禀随机性,在CGLMP序列场景下量化了混合态与任意量子态在序列投影测量和序列POVM下的随机性,并利用NPA层级给出最大纠缠态与最大违背态的随机性下界。
2024-01-12 quant-ph
Time-Dependent Hamiltonian Reconstruction using Continuous Weak Measurements
重建量子系统的哈密顿量是表征和验证量子处理器和模拟器的一项重要任务。现有技术依赖于相干时间演化之前和之后的系统的投影测量,并且没有明确地重建完整的时间依赖的哈密顿量或中断用于层析成像的演化。在这里,我们的实验表明,一个先验未知的,随时间变化的哈密顿量可以重建从连续的弱测量同时与相干的时间演化系统中的两个超导transmons耦合的磁通可调耦合器。与以前的工作相比,我们的技术不需要中断,这将扭曲恢复的哈密顿量。我们介绍了一种算法,恢复的哈密顿量和密度矩阵从一个不完整的连续测量集,并证明了它可靠地提取各种单个量子比特和纠缠两个量子比特哈密顿量的振幅。我们进一步展示了这种技术如何揭示偏离理论控制哈密顿量,否则将错过传统的技术。我们的工作为连续弱测量开辟了新的应用,例如研究门中的非理想性,验证模拟量子模拟器,以及执行量子精密测量。
2022-11-14 quant-ph
Certification of incompatible measurements using quantum steering
在这封信中,我们考虑的问题证明的量子测量与任意数量的结果。我们提出了一个简单的方案,用于证明任何一组的$d$结果投影测量不共享任何共同的不变的真子空间,这里称为真正的不相容,和最大纠缠态的两个量子。为了我们的目的,我们专注于一个更简单的场景,称为单侧设备无关的场景,其中用于认证的资源是量子转向。我们还研究了我们的自我测试语句的鲁棒性为一定类别的真正不兼容的测量,包括相互无偏的基础,这是必不可少的几个量子信息理论的任务,如量子密码学。
2022-10-25 quant-ph
Disjoint Bell measurements enable near-projective GHZ certification
NextQuantum Innovation Research Center, Seoul National University(首尔大学 NextQuantum 创新中心)
提出BM-Cert协议,仅用不相交两量子比特贝尔基测量实现n量子比特GHZ态的单拷贝验证,渐近达到理想投影认证的谱间隙1-O(1/n)。
2026-08-28 quant-ph
Both qubits of the singlet state can be steered simultaneously by multiple independent observers via sequential measurement
量子关联是量子系统区别于经典系统的一个基本性质,也是投影测量下的一种脆弱资源。最近的研究表明,纠缠对中的一个子系统可以与多个观测者共享非定域性。在这里,我们提出了一个新的转向方案,这两个子系统可由多个观察员。并且发现两个单重态的量子比特可以分别被两个顺序的观测器同时操纵。
2021-02-24 quant-ph
Recovery of resources through sequential noisy measurements
本文提出在量子网络中利用辅助量子比特序贯执行最优非锐利噪声测量,可像投影测量一样实现节点间纠缠局域化并缓解噪声影响,为制备量子资源态及提升安全通信控制权提供了新方法。
2025-06-30 quant-ph
Sharing Bell nonlocality of bipartite high-dimensional pure states using only projective measurements
本文证明仅使用投影测量即可共享任意高维纯两体态的Bell非定域性,推广了已有两量子比特纯态的结果,深化了对高维量子态非定域性共享的理解。
2024-02-20 quant-ph
Nondeterministic testing of Sequential Quantum Logic propositions on a quantum computer
在过去的几年中,已经证明,通用的量子计算可以通过投影测量单独获得,而不需要酉门。这表明量子计算的基本逻辑可能是量子测量序列的代数,而不是幺正算子乘积的代数。这种顺序量子逻辑(SQL)是在70年代后期发展起来的,最近被应用于量子力学的一致性历史框架,作为量子引力理论的一条可能途径。在这封信中,我给出了一个在量子计算机上判定SQL中一个命题的真值的方法,其成功概率为非零。
2005-09-28 quant-ph
Experimental Test of Sequential Weak Measurements for Certified Quantum Randomness Extraction
量子非定域性提供了一种产生随机数的安全方法:它们的不可预测性是内在的,只需观察测量结果的统计数据就可以证明,而无需假设它们是如何产生的。为了做到这一点,纠缠对的产生和测量违反了贝尔不等式的结果统计。然而,经过一次投影量子测量后,纠缠被完全破坏,不能再使用。这一事实对采用投影测量时从每个量子态产生的随机数的数目提出了上限。相反,通过使用弱测量,可以保持和重新利用一些纠缠,并且弱测量序列可以从单个状态中提取无限数量的随机性,如Phys. Rev. A 95,020102(R)(2017)中所预测的那样。我们研究了这些弱测量的可行性,分析了它们应用于量子态中的缺陷的鲁棒性,然后使用基于偏振纠缠光子对的光学装置对其进行测试。我们表明,弱测量是可实现的,但只能在接近理想的条件下,才能提高随机生成的性能。
2021-08-03 quant-ph
Optimal Verification of Greenberger-Horne-Zeilinger States
我们构造了最佳的协议,用于验证量子比特和量子GHZ状态使用本地投影测量。当局部维数是素数时,仅从泡利测量构造最优协议。我们的协议提供了一个高效的方法来估计保真度和证明真正的多体纠缠。特别是,他们使认证的真正的多体纠缠时,只有一个测试的本地尺寸是足够大的。凭借自适应局部投影测量,然后,我们构造的协议验证GHZ类状态是最佳的所有协议的基础上单向通信。如果允许额外的通信,则可以进一步提高效率。最后,我们构造了最优协议,用于验证GHZ状态和近似最优协议GHZ类状态在对抗的情况下。
2020-05-18 math-ph math.MP quant-ph
Sharing Asymmetric Einstein-Podolsky-Rosen Steering with Projective Measurements
提出基于投影测量的 EPR 导引共享协议,理论与实验证明无共享随机性时任意多方可共享单向导引,仅靠局部随机性还可共享不对称双向导引。
2024-05-10 quant-ph
Simulating quantum instruments with projective measurements and quantum post-processing
本文研究量子仪器能否仅用投影测量和测量后量子处理来模拟,将其与纠缠分类问题关联,给出一般仪器的计算高效判据和量子比特的完整刻画,并应用于噪声容忍、信息-扰动权衡及贝尔不等式违反增强等任务。
2025-05-26 quant-ph
Experimental recycling of Bell nonlocality with projective measurements
作为一种节省量子资源的方法,贝尔非局域性的回收已经被实验研究,但仅限于顺序的非锐化测量。然而,最近理论上已经表明,投影测量足以回收非局域性[物理学评论快报。\textbf{129},230402(2022)]。在这里,我们超越了不清晰的测量场景,并通过实验证明了投影测量的非本地资源的回收利用。通过验证Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式的违反,我们发现三个独立的参与方可以回收两量子比特态的Bell非定域性,无论它是最大纠缠还是部分纠缠。此外,在双破坏区,部分纠缠态的最佳折衷比最大纠缠态的最佳折衷好11个标准差。我们的结果实验消除了常见的误解,投影测量是不兼容的量子相关的回收。此外,我们的非定域循环设置不需要纠缠辅助,这在实验上更加友好,从而为其他类型的量子关联的重复使用铺平了道路。
2022-12-07 quant-ph
Sequential measurements of non-commuting observables with quantum controlled interactions
非经典相关性的起源很难确定,因为不确定原理要求关于一个可观测量获得的信息总是会导致任何其他非交换可观测量的干扰。在这里,这个问题是通过调查测量误差和干扰之间的不确定性权衡的测量相互作用控制的一个量子比特的状态,其中的测量是由一个完全投影测量和身份操作的量子相干叠加描述。它示出的测量统计数据从量子控制测量的A,然后由投影测量的B可以解释在一个简单的组合的分辨率和反作用的错误作用于由系统的输入状态定义的非交换可观测量的固有联合概率。这些内在的联合概率与最近在量子系统的弱测量中观察到的复值联合概率是一致的,并且以非对易算子之间的虚相关的形式提供了非对易性的直接证据。在量子控制的测量中,这些假想的相关性可以被转换成对真实测量统计的明确的贡献,从而允许对量子理论中不太直观的方面进行直接的实验观察。
2013-09-27 quant-ph
Quantum state tomography via sequential uses of the same informationally incomplete measuring apparatus
$d$维量子系统的状态只能通过执行具有$m\geqslant d^2$结果的信息完全测量来推断。然而,实验上可获得的测量在信息上可能是不完整的。在这里,我们表明,一个单一的信息不完整的测量设备仍然能够提供所有的信息,如果在一排应用几次。我们推导出这样的测量装置的一个必要和充分条件,并给出了量子位,qutrits,一般的$d$级系统,和复合系统的$n$量子位,这样的测量装置存在的说明性的例子。我们表明,投影测量和Lüders测量与2个结果是无用的,在考虑的情况下。
2021-01-15 quant-ph
Self-testing of semisymmetric informationally complete measurements in a qubit prepare-and-measure scenario
本研究在半设备无关制备与测量场景下,利用仅含4个制备和4个测量的最简配置,实现了对4结果半对称信息完备POVM的自测试,并开发了解析技术,为自测试任意极值量子比特POVM铺平道路。
2025-11-01 quant-ph
Experimental characterisation of unsharp qubit observables and sequential measurement incompatibility via quantum random access codes
非锐化测量对于量子理论和量子信息应用中的基础洞察越来越重要。在这里,我们报告了一个实验实现的unsharp量子比特测量的顺序通信协议,基于量子随机访问码。该协议涉及三方;第一方准备量子比特系统,第二方执行返回经典和量子结果的操作,后者由第三方测量。我们证明了一个接近最优的顺序量子随机访问码,它的性能优于最好的经典协议和任何量子协议,它只利用投影测量。此外,虽然只假设所涉及的设备上运行的量子比特和检测到的事件构成一个公平的样本,我们证明了噪声鲁棒性的特征的unsharp测量的基础上的顺序量子随机存取码。我们应用这种特性对量化的程度不兼容的两个连续对量子测量。
2020-07-27 quant-ph
Sequential measurement of displacement and conduction currents in electronic devices
量子系统的Ramo-Schockley-Pellegrini定理的扩展允许定义总传导加位移电流的正算子值测度(POVM)。由此产生的电流算子的特征在于两个参数,即相关高斯函数的宽度和连续测量之间的时间间隔。对于大的高斯色散和小的时间间隔,运营商服从一个连续的弱测量计划。首先,在非常窄的高斯宽度和单次测量的限制下,算子对应于标准的冯·诺依曼(投影)测量。我们已经实现了量子电子输运模拟器的测量协议。对共振隧穿二极管的数值计算结果表明,电流-电压特性对总电流算符的不同参数配置非常敏感。
2016-02-26 quant-ph
Widening the sharpness modulation region of an entanglement-assisted sequential quantum random access code: Theory, experiment, and application
序列量子随机存取码(QRAC)通过适当地调制测量锐度,允许两个或多个解码器以比最佳经典界更高的成功概率获得期望的消息。在这里,我们提出了一个纠缠辅助顺序QRAC协议,可以使设备无关的任务。通过放宽等清晰度和相互无偏的测量限制,我们扩大了清晰度调制区域从一个一维的间隔到一个二维三角形。然后,我们证明了我们的计划实验,并得到超过27个标准偏差以上的经典界限,即使两个解码器进行近似投影测量。我们使用观察到的成功概率来量化顺序QRAC,测量锐度,测量偏差和测量不兼容性之间的联系。最后,我们表明,我们的协议可以应用于顺序设备无关的随机性扩展和我们的测量策略可以提高解码整个输入字符串的成功概率。我们的研究结果有助于加深对量子关联、量子测量和量子信息处理之间关系的理解。
2021-04-30 quant-ph
Complementarity Reveals Entanglement Sharing in Sequential Quantum Measurements
该研究利用三种互补经典关联度量探究双量子比特序列测量的纠缠共享,发现弱测量更易展现纠缠共享,皮尔逊相关准则最鲁棒,揭示了测量扰动与关联恢复的关键权衡。
2025-10-03 quant-ph
Sequential Strong Measurements and Heat Vision
我们研究的情况下,一组有限的非拆迁冯诺依曼测量。我们注意到,在某些情况下,重复应用这样的测量允许估计初始量子态的无穷多个参数,并用物理例子来说明这一点。然后,我们继续研究在几轮投影测量后,观察下的系统是如何被扰动的。虽然在有限维的情况下,这种扰动的影响总是饱和的,但是存在无限维系统的一些实例,其中这种扰动是累积的,并且检索关于系统的信息的行为无限地增加了其能量(即,我们有“热视觉”。我们分析了这种效应,并讨论了一个特定的物理系统与两个二分法冯诺依曼测量热视觉预计将显示。
2010-12-21 quant-ph
Stabilizing Open Quantum Batteries by Sequential Measurements
量子电池是一个工作水库,以量子自由度存储能量。当浸入环境中时,开放量子电池需要稳定以防止自由能量泄漏到环境中。为了这个目的,我们在这里提出了一个简单的协议,依赖于投影测量和遵守第二定律,如不等式的电池熵产生率。
2019-10-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental Certification of Sustained Entanglement and Nonlocality after Sequential Measurements
纠缠态是量子信息科学的基础。然而,当一个粒子通过投影(尖锐)测量被观察到时,二分纠缠被破坏了,因为它在大多数实验中都是典型的情况。在这里,我们的实验表明,如果不是尖锐的测量,一个执行许多顺序unsharp测量一个粒子,这是适当的选择取决于以前的结果,然后纠缠被保存,它是可能的,通过测量第二个粒子在任何步骤的序列揭示量子关联。具体地说,我们观察到,在偏振纠缠的光子对保持纠缠时,一个粒子进行三个连续的测量,其中每一个都可以用来违反CHSH不等式。这个原理验证实验证明了重复利用两个关键资源的可能性,纠缠和贝尔非定域性,在大多数量子协议中,它们在一次测量后就会被破坏。我们使用的协议,原则上适用于一个无界的测量序列,可以用于随机性提取。
2020-04-08 quant-ph
Towards minimal self-testing of qubit states and measurements in prepare-and-measure scenarios
本文研究半设备无关制备与测量场景中的量子比特态及测量自检验,给出使用线性见证的最小构造,并在 IBM 与 IonQ 处理器上实验认证复量子比特 Hilbert 空间。
2024-06-12 quant-ph
Measurement-Incompatibility Constraints for Maximal Randomness
提出不依赖Bell不等式违背的广义框架,直接从任意用户系统的概率分布认证极大随机性,并揭示测量不相容性间的反直觉权衡,为优化设备无关协议提供新途径。
2025-07-14 quant-ph
Semi-device-independent certification of independent quantum state and measurement devices
证明量子设备的行为符合预期对量子信息科学至关重要。在这里,方法开发的状态准备设备和测量设备的认证的基础上,与独立的设备的测量和测量实验。实验者假设设备的独立性和希尔伯特空间维度的知识。因此,不需要对实验的任何部分进行精确表征。该认证是基于一个随机版本的明确的状态歧视和目标的类状态合奏对应于量子$t$ -设计的任何大小和任何维度。这些量子设计是一组状态,在这些状态上,任何$t$次多项式的平均值等于其在所有纯态上的平均值,并且它们容纳了量子信息处理中许多最有用的离散结构。此外,它表明,相同的实验也证明了测量设备的检测效率,以及它们的非投影性质。所提出的方法可以很容易地在实验中实现。
2020-09-17 quant-ph
Projective measurements can probe non-classical work extraction and time-correlations
本研究提出无需辅助系统的投影测量技术表征非经典多时间关联,在金刚石氮-空位中心实验中观测到五倍于常规方案的功提取峰值,并用准概率负性的反常能量交换解释该现象。
2023-03-17 cond-mat.stat-mech quant-ph
Extending the dynamic range in quantum frequency estimation with sequential weak measurements
California Institute of Technology(加州理工学院);Racah Institute of Physics, The Hebrew University of Jerusalem(耶路撒冷希伯来大学拉卡物理研究所)
研究在光学原子钟中,通过辅助量子比特弱测量扩展量子频率估计动态范围及克服相位滑移噪声的方案,利用相干自旋态找到最优弱测量协议,结合弱测量与投影测量构建协议,优于此前方法。
2026-07-21 quant-ph
Entanglement thresholds for sequential nonlocality sharing in star networks
South China University of Technology(华南理工大学);Harbin Engineering University(哈尔滨工程大学);Jinan University(暨南大学)
本研究通过引入基于概率投影测量的协议,建立了支持整个网络无限制共享所需的纠缠阈值,并推导了资源受限下的共享分支与轮次之间的权衡关系,为量子网络的非局域性回收提供了稳健框架。
2026-10-12 quant-ph
Sharing Quantum Steering via Standard Projective Measurements
该研究提出利用标准投影测量实现三观测者间量子操控共享的方案,验证了不同纠缠态下的双向操控能力及部分纠缠态的双重违反优势,还验证了混合量子关联共享,为量子操控研究及相关量子应用提供新视角。
2024-05-14 quant-ph
Self-testing of multiple unsharpness parameters through sequential violations of non-contextual inequality
本研究提出基于双体Bell型制备非上下文不等式序列违反的自检测协议,可在无维度约束下实现任意维度有噪量子仪器非锐度参数等的自检测,并拓展分析了测量不相容度对相关参数的影响。
2024-08-19 quant-ph
Comparing weak and projective measurements for quantum state tomography of a single-qubit system
我们探讨了使用弱量子测量的单量子比特量子态层析成像过程。弱测量是指量子比特和测量仪器之间的耦合较弱的测量;这导致量子态受到的干扰小于投影测量的情况。我们采用了Das和Arvind开发的弱测量层析成像协议,他们声称该协议提供了一种从量子系统中提取信息的新方法。我们测试的Das-Arvind计划的各种测量强度,和合奏的大小,并重现他们的结果,使用顺序随机模拟。最后,我们把这些结果的背景下,目前的理解弱和投影测量。
2017-11-13 physics.app-ph quant-ph
Device-independent secure correlations in sequential quantum scenarios
Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学)
本文提出一种系统方法,通过将二分自测试量子比特协议中的一次测量替换为非投影测量并添加额外用户,构建顺序量子协议,并证明由此产生的理想关联在统计上不可被其他关联的混合所复制,从而实现设备无关安全性。
2026-05-28 quant-ph
Demonstration of optimal non-projective measurement of binary coherent states with photon counting
量子态鉴别是量子测量理论中的一个核心问题,其应用范围从量子通信到量子计算。用于状态鉴别的典型测量范例涉及最小错误概率或具有最小不确定结果概率的明确鉴别。或者,一个最佳的非决定性测量,一个非投影测量,实现最小的误差为一个给定的非决定性的概率。这种更一般的测量包括用于状态鉴别的标准测量范例,并且为量子信息和通信提供了更强大的工具。在这里,我们实验证明了最佳的非决定性测量的歧视二元相干态使用线性光学和单光子探测。我们的演示使用相干位移操作的基础上的干涉,单光子探测,和快速反馈,准备最佳的反馈策略的最佳非投影量子测量具有高保真度。这种广义测量使我们能够以最佳的方式从最小误差过渡到二进制相干态的明确测量。作为一种特殊的情况下,我们使用这个一般的测量来实现相位相干态的最佳最小误差测量,这是在平均功率约束下的通信的最佳调制。此外,我们提出了一种混合测量,利用二进制最佳的非决定性测量与顺序,明确的状态消除,实现更高的维度相干态的非决定性测量。
2022-07-25 quant-ph
Quantum sequential parameter testing
Technische Universität Wien(维也纳工业大学);ICFO-Institut de Ciències Fotòniques, The Barcelona Institute of Science and Technology(ICFO-光子科学研究所,巴塞罗那科学技术研究院);Universitat Autònoma de Barcelona(巴塞罗那自治大学);Universidad de Granada(格拉纳达大学)
本文提出序列参数测试框架,开发双峰值检验方法,将其应用于量子比特相位和纯度测试,验证其在资源高效认证任务中的优势。
2026-08-04 quant-ph
All Real Projective Measurements Can be Self-tested
本文证明所有实投影测量均可自测试,通过形式化事后自测试方法并提出迭代自测试技术,将可自测试投影测量的范围扩展至全部潜力。
2023-07-08 quant-ph
Semi-device-independent certification of quantum non-Markovianity using sequential Random Access Codes
本文利用过程矩阵形式体系研究多时间过程,发现在序列量子随机存取码中,量子非马尔可夫环境能提升通信容量并带来多方量子优势,从而实现半设备无关的量子非马尔可夫性认证。
2023-09-28 quant-ph
Time Series Quantum Reservoir Computing with Weak and Projective Measurements
量子机器学习代表了数据处理的一种有前途的途径,也用于顺序时间数据分析的目的,如最近在量子水库计算(QRC)中提出的。在多个平台和噪声中等规模量子设备上运行的可能性使得QRC成为一个及时的话题。然而,尚未解决的挑战是如何在实际协议中有效地包括量子测量,同时保留顺序时间序列处理所需的库存储器并保留由大希尔伯特空间提供的量子优势。在这项工作中,我们提出了不同的测量协议,并评估其效率的资源,通过理论预测和数值分析。我们表明,它是可能的,以利用水库的量子性,并获得理想的性能与两个成功的测量协议的内存和预测任务。一种是由水库的衰减记忆所确定的动力学的倒带部分,并存储输入序列的相应数据,而另一种是采用弱测量在线操作,在权衡中可以准确地提取信息,而不妨碍所需的记忆。我们的工作建立了有效协议的条件,衰落记忆时间是一个关键因素,并证明了用量子系统进行真正的在线时间序列处理的可能性。
2022-05-13 cond-mat.dis-nn quant-ph
Hierarchy of emergent cluster states by measurement from symmetry-protected-topological states with large symmetry to subsystem cat state
本文提出了一种通过顺序子系统投影测量在关联态中产生测量层级的方法,发现对大对称性SPT簇态进行测量可产生对称性约化的广义簇态和GHZ态,并利用稳定子形式算法和数值模拟验证了该层级结构。
2024-07-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Fisher information rates in sequentially measured quantum systems
本文研究顺序测量中时间相关性对量子计量精度的影响,提出测量基态间跃迁决定精度,并将条件费舍尔信息解释为信息获取率,在温度估计和哈密顿量参数估计中验证了顺序估计方法可提升精度。
2024-03-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Feedback Policies for Measurement-based Quantum State Manipulation
在这篇论文中,我们提出了一种反馈设计,通过执行顺序测量来操纵一个量子态到一个目标态。根据Belavkin的量子反馈控制理论,对于一组给定的(投影或非投影)测量和给定的时间范围,我们发现,找到测量选择策略,最大限度地提高成功的状态操纵的概率是一个最优控制问题的受控马尔可夫过程。最优策略是马尔可夫的,可以用动态规划求解。数值算例表明,与不考虑反馈的经典方案相比,利用反馈信息显著提高了方案的成功概率。我们还考虑了其他目标泛函,包括最大化的期望保真度的目标状态,以及最小化的预期到达时间。并讨论了这些目标之间的联系和区别。
2014-10-24 quant-ph
Phase transitions in sequential weak measurements
量子测量和相变似乎是不相关的话题,但在这里我们表明相变发生在连续的量子测量中。我们发现,在二能级系统(如量子比特)上的一系列量子测量的测量结果的概率分布等价于经典晶格自旋模型的玻尔兹曼分布.因此,测量结果呈现出与晶格自旋模型相似的相变。在连续交换正算子值测量中,概率分布被映射到弱测量区域中的长程伊辛模型,并且当测量的强度或数量超过一定的临界值时,投影测量从弱测量序列中出现,这对应于晶格自旋模型的二阶铁磁相变。这些发现不仅为序列量子测量提供了新的见解,而且可能在量子技术中具有潜在的应用。
2017-11-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Achieving the Holevo bound via sequential measurements
我们提出了一种新的解码过程来传输经典信息的量子信道,渐近饱和的Holevo界,实现最佳的通信线路的速率。与先前的提议不同,它基于执行一系列(投射的)是/否测量,其在N个步骤中确定发送器发送了哪个码字(N是码字的数量)。我们的分析表明,只要N是低于由Holevo界施加的限制的错误概率可以被发送到零的码字的长度渐近。
2010-12-02 math-ph math.MP quant-ph