A thermofield-double model of Uhlmann anholonomy
本文在热场双形式下研究N量子比特纠缠系统的几何演化，基于Uhlmann平行移动条件打破左右子系统对称性，揭示左侧表现为最优局域过滤测量、右侧表现为完整量子计算，并证明其Uhlmann联络与高维瞬子相关，可通过干涉观察非完整性以实现计算通用性所需的 iSWAP 门。
2025-07-16 hep-th quant-ph
Generating function and Bloch representation for quantum Fisher tensor
PUC-Rio（天主教里约热内卢大学）
提出Uhlmann相对振幅作为生成函数，通过参数微分得到量子Fisher张量；推导了基于Bloch表示的通用表达式，并应用于自旋系综，揭示了磁场三维欧几里得流形上的常数Ricci标量、真空爱因斯坦方程和宇宙常数。
2026-10-20 cond-mat.stat-mech quant-ph
Experimental Demonstration of the Unified Framework for the Mixed State Geometric Phase
几何相位几乎应用于物理学的每一个主要分支，它们在数学中的拓扑学和纽结理论以及量子计算中发挥着重要作用。但是，早期的大多数工作都集中在纯量子态上，这是非常不现实的，在实践中几乎从来没有发生过。两个现有的定义-乌尔曼的和舍奎斯特的-将导致不同的价值观的几何相位一般。混合态情形下几何相位的定义仍是一个悬而未决的问题。在这里，我们提出了一个统一的框架内的一个相同的形式主义的基础上简单的干涉测量的两种方法。然后，我们提出的实验结果，证实了这两种方法的混合态几何相位，并清楚地表明，他们的统一是可能的。此外，我们的实验是第一次测量乌尔曼的混合态几何相位，并表明它不同于舍奎斯特的相位。
2007-10-31 quant-ph
The Knowledge Complexity of Quantum Problems
Bocconi University（博科尼大学）
本研究证明所有可通过交互式协议证明的量子决策问题均可在零知识下证明，并提出了实现无条件可靠性与计算性零知识的协议，同时为Uhlmann变换问题提供了抗恶意验证者的零知识方案。
2025-10-08 cs.CR quant-ph
Measuring Mixed-State Topological Invariant in Open Photonic Quantum Walk
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei University of Technology（合肥工业大学）
该研究通过光子量子漫步实验，提出了一种测量混合态拓扑不变量的方法，利用非幺正动力学制备拓扑非平凡态，并通过机器学习提取几何相位。
2025-12-31 physics.optics quant-ph
Authenticated Sublinear Quantum Private Information Retrieval
本文研究可认证的次线性 QPIR，借助量子相对熵等给出更紧通信下界，并提出单服务器、多服务器等后量子安全协议。
2025-07-26 cs.CR quant-ph
Security in a prepare-and-measure quantum key distribution protocol when the receiver uses weak values to guess the sender's bits
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
本文探讨了在量子通信协议中使用混合态弱值形式导致不准确结果的场景，进一步证明弱值可能并非弱测量现实的要素。
2025-11-03 quant-ph
Quantum teleportation of unknown qubit beyond Bell states formalism
提出了一种超越Bell态实现未知量子比特的量子隐形传态方案。利用Alice的相干分量和Bob的双轨单光子组成的混合纠缠态。利用分束器上相干分量与离散变量态相互作用的特殊性，实现了对隐形传态的非线性影响。Bob在接收到适当的经典信息后执行酉变换。该协议几乎是确定性的，但输出状态受到幅度失真，这降低了协议的保真度。最后一个问题归结为找到一种方法来消除振幅失真因子，以恢复原始量子位。使用了一些策略来提高协议的保真度。我们证明了隐形传态可以通过任意的设置来实现。我们的方法适用于不同的原始未知量子比特的基本数状态。该方案是由线性光学方法实现，并需要一个不可减少的光学元件数量。
2019-06-20 quant-ph
Counterportation and the two-state vector formalism
哈蒂姆·萨利赫发现了一种传输量子态的方法，在传输通道中不存在粒子，他将其命名为反传。最近[H。Salih，Quantum Sci. 8，025016（2023）]，他提出了一种可行的实施方法。Salih采用了Aharonov和Vaidman对该协议的修改，证明了在反向传输期间传输通道中不存在光子的说法。然而，我们认为，这篇论文中有一个错误。一个简化的协议，质疑的有效性的两个状态的矢量形式主义描述的光子存在的通信信道中的分析，是不正确的。
2023-03-15 quant-ph
Quantum metrology using quantum combs and tensor network formalism
本文提出结合量子梳与张量网络表示的高效算法，以优化含任意量子控制的自适应量子估计协议，可将信道使用规模提升至 N=50，并分析多种噪声下的计量性能。
2025-03-19 quant-ph
Enhancement in temperature sensing of a reservoir by Kerr-nonlinear resonator
提出利用带驱动的Kerr非线性谐振腔精确测量量子储层温度的估计技术，通过量子Fisher信息评估证明增加Kerr非线性系数和驱动幅度可显著提升估计精度，并发现最优零差检测优于外差检测。
2024-12-21 quant-ph
The topology of data hides in quantum thermal states
本研究提出一种基于量子热态蒸馏的耗散式拓扑数据分析量子协议，将量子TDA从幺正的实时范式转为耗散的虚时范式，把Betti数计算转化为热态相关的纯度等物理量估计，为数据拓扑的物理解释开辟新方向。
2024-07-12 cond-mat.stat-mech math.CO quant-ph
General Formalism for Evaluating the Impact of Phase Noise on Bloch Vector Rotations
用于量子传感器和量子计算的量子操纵协议通常需要许多单量子比特旋转。然而，相位噪声在执行量子比特旋转的场中的影响通常被忽略或仅在特殊情况下处理。我们提出了一个通用的框架来计算相位噪声对量子比特状态的影响，如其等效布洛赫矢量所描述的。该分析适用于任何布洛赫矢量取向，和任何旋转轴方位角的一个单一的脉冲，脉冲序列。几个特殊的情况下，实验的例子。我们应用分析常用的复合$π$脉冲序列：尸体，SCROFULOUS，和BB1，用于抑制静态振幅和失谐误差，也自旋回波序列。我们希望提出的形式主义将有助于指导未来量子操纵协议的开发和评估。
2012-07-06 quant-ph
Spin-orbit-coupled quantum memory of a double quantum dot
量子存储器的概念在量子信息理论中占有重要地位。正如最近几项严格的数学研究所证实的那样，在对部分$A$进行测量之后，二分系统$ρ_{AB}$中的量子存储器囚犯可以减少关于部分$B$的不确定性。在本工作中，我们将这一概念推广到具有自旋轨道耦合的系统，并引入了自旋轨道量子存储器的概念。自洽地研究了自旋-轨道耦合系统的Uhlmann保真度、测量前后的纠缠熵和测量后的条件量子熵，发现对自旋子系统的测量降低了轨道部分的不确定性.未覆盖效应随着自旋轨道耦合的增强而增强。我们探讨了宏观现实主义的概念引入Leggett和Garg，并观察到POVM测量系统下的特定协议是非非侵入性的。对于扩展系统，我们进行了量子蒙特卡罗计算，并探讨了由于外部电场的电子密度的改组。
2019-10-28 quant-ph
Quantum map approach to entanglement transfer and generation in spin chains
量子信息处理协议在自旋- $\frac{1}{2}$网络上有效地实现。量子通信协议通常涉及一定数量的方，这些方可以本地访问较大系统的子集，这些子集的内在动力学被利用以执行特定任务。在本章中，我们将用量子动力学映射形式来描述这样一种情形，其中更大系统的动力学被表示为作用于各方对各自自旋子集的访问的量子映射。我们重新制定广泛研究的协议，如一个量子位量子态传输和两个量子位纠缠分发，量子映射的形式主义，并证明其有用的探索较少研究的协议，如多量子位纠缠产生。
2021-12-16 quant-ph
Superadiabatic quantum state transfer in spin chains
在这封信中，我们提出了一个超绝热协议，其中量子态转移可以实现任意高的精度和最小的控制跨越长自旋链与奇数的自旋。量子态传输协议仅需要控制边缘量子位与自旋链之间的耦合。我们使用μeV的典型自旋交换耦合值预测纳秒演化的结晶度高于0.99。此外，通过建立一个超绝热的形式主义在这个协议之上，我们提出了一个有效的超绝热协议，保留了最小的控制自旋链，并提高保真度高达20%。
2017-01-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Classical-quantum network coding: a story about tensor
在这里，我们研究的条件，执行一个纯态的量子网络上使用量子操作，可以成功与非零概率，随机本地操作和经典通信（SLOCC）操作的分布。在2010年的开创性工作中，Kobayashi等人展示了如何将任何经典网络编码协议转换为量子网络编码协议。然而，他们对量子网络编码协议的存在是否意味着经典网络编码协议的存在保持开放。受这个问题的启发，我们描述了经典网络和量子网络的非零概率可实现的分布任务集。我们开发了一种形式主义，其中包括这两种类型的分配协议，通过减少解决分配任务的张量与复系数或真正的积极的因式分解。使用这种形式主义，我们研究这两种类型的分布协议之间的等价性和差异表现出它们之间的几个基本和基本的关系，以及具体的例子，收敛和发散。我们用否定的方式来回答之前留下的问题：有些任务在量子环境中是可以实现的，但在经典环境中是不可能的。我们相信，这种形式主义是一个有用的工具，研究量子网络的能力，以执行多方分配任务的程度。
2021-04-10 cs.IT math.IT quant-ph
Exploring postselection-induced quantum phenomena with time-bidirectional state formalism
在这里，我们提出的时间双向状态形式主义（TBSF）统一的一般方式的标准量子力学形式主义，没有后选择和时间对称的两个状态（密度）矢量形式主义，其中涉及后选择状态。在所提出的方法中，量子粒子的状态，称为时间双向状态，相当于两个粒子在相反的时间方向上传播的联合状态。对于一般的时间双向状态，我们推导出广义测量的结果概率，以及厄米观测量的平均值和弱值。我们还展示了如何得到的表达式减少到已知的特殊情况下，没有后选择和广义两态（密度）矢量。然后，我们开发层析成像协议的基础上相互无偏的基础和对称的信息完全的正算子值的措施，允许实验重建一个未知的单量子位时间双向状态。最后，我们采用开发的技术来跟踪一个量子比特的时间反演旅程的量子隐形传态协议实现了云访问噪声超导量子处理器。所得到的结果证明了存在一个后选择诱导量子比特的适当的时间箭头，这是从一个经典的观察者的时间箭头不同，并证明了TBSF的能力，探索量子现象所带来的后选择在噪声的存在。
2023-03-23 quant-ph
Quantum optical memory protocols in atomic ensembles
我们回顾了一系列的量子存储协议，旨在将光携带的量子信息存储到原子系综中。特别是，我们展示了如何一个简单的半经典形式主义允许深入了解各种内存协议，并突出它们之间的强类比。这些类比自然导致光存储协议分为两类，即光子回波和慢光存储。我们专注于存储和检索动力学作为一个关键步骤，映射到原子的激发光信息。最后，我们审查各种标准，适用于连续变量和光子计数测量技术，以证明这些存储器协议的量子性质。
2018-04-08 quant-ph
Deterministic generation of remote entanglement with active quantum feedback
我们考虑使用联合测量和反馈确定性地纠缠两个远程量子比特的任务，但不直接纠缠哈密顿量。为了制定最有效的实验上可行的协议，我们引入了平均意义局部最优（ASLO）反馈协议的概念，它不需要实时量子态估计，实时量子反馈控制的一个困难的组成部分。我们使用这个概念的最优性，构建两个协议，可以确定性地创建最大的纠缠：半经典反馈协议的低效率的测量和量子反馈协议的高效率的测量。后者减少到直接反馈的连续时间的限制，其动态可以模拟的Wiseman-Milburn反馈主方程，产生的单位测量效率的限制的解析解。我们的形式主义可以顺利地插值之间的连续时间和离散时间的反馈动力学的描述，我们利用这一功能，然后推导出一个优越的混合协议，任意非单位测量效率之间的量子和半经典协议的切换。最后，我们使用模拟结合实验的不完善性，确定性纠缠的远程超导量子比特可以实现与当前的技术单独使用连续时间反馈协议。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal Continuous Variable Quantum Computation Without Cooling
连续变量系统的量子计算能力的限制之一是由我们将其冷却到基态的能力决定的，因为我们准确编码量子信息的纯逻辑状态通常是从基态构建的纯物理状态。在这项工作中，我们提出了一种替代的量子计算形式主义，编码逻辑量子信息在混合物理状态。我们介绍了一类基于奇偶校验编码的混合状态协议，并提出了一种实现的通用逻辑门，通过使用现实的混合交互。当与传统的纯态协议相比，我们的形式主义可以放松的必要性，因此系统的要求冷却。此外，混合状态协议对更广泛的噪声过程具有固有的弹性，并减少了初始化中的基本能量消耗。我们的工作拓宽了连续变量量子计算机的候选者。
2016-08-10 quant-ph
Characterizing Noise Effects on Multipartite Entanglement via Phase-Space Visualization
Amrita Vishwa Vidyapeetham（阿玛塔大学）；QURECA Ltd.（QURECA有限公司）；Deakin University（迪肯大学）
本文通过相空间可视化研究噪声对多体纠缠态的影响，利用自旋Wigner函数分析纠缠结构在噪声下的响应，为量子计算中的抗噪声协议设计提供理论支持。
2026-03-06 quant-ph
Key distillation from quantum channels using two-way communication protocols
我们提供了一个一般的形式化描述的加密特性的量子信道在现实的情况下，两个诚实的当事人采用准备和测量协议和已知的双向通信和解技术。对于高维的泡利量子比特信道和广义泡利信道，我们得到了利用这类方案提取密钥的一个充分必要条件。我们的结果可以应用于标准协议，如BB84或六态，给出了20%和27.6%的临界错误率，分别。我们探讨了几种可能性，扩大这些界限，没有任何改进。这些结果表明，可能存在弱纠缠信道无用的密钥分配使用准备和测量方案。
2006-10-09 quant-ph
Continuous-variable entanglement distillation and non-commutative central limit theorems
纠缠蒸馏将弱纠缠噪声态转换为高度纠缠态，这是用于量子中继器方案和其他为量子通信和密钥分配设计的协议的原始方法。在这项工作中，我们提出了一个全面的框架，连续变量纠缠蒸馏方案，将噪声非高斯状态转换为高斯的协议的多次迭代。这些协议包括（a）递归-高斯协议，（b）时间重排递归-高斯协议，和（c）泵浦-高斯协议。这些协议的灵活性产生了几个有益的权衡有关的成功概率或内存的要求，可以调整，以反映实验的需求。尽管这些协议涉及测量，我们在这个协议中的收敛到新的非交换中心极限定理的实例，在一个形式主义，我们非常详细地列出。量子中继器计划的研究结果的影响进行了讨论。
2013-04-24 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
Gate-based protocol simulations for quantum repeaters using quantum-dot molecules in switchable electric fields
本文提出基于含时Bloch-Redfield方程的微观开放量子系统方法，模拟电可控量子点分子在量子中继器协议中的纠缠态制备，量化绝热与非绝热转变，推断最大制备速度，为设备真实的协议模拟奠定基础。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Improving the efficiency of single and multiple teleportation protocols based on the direct use of partially entangled states
我们提出了几种方案，在许多不同的情况下，实现最佳的效率可能的限制，直接使用部分纯纠缠态进行量子隐形传态。我们回顾并提出了一个单一的形式主义的三个主要策略，迄今为止，允许一个使用部分纠缠态直接量子隐形传态（不蒸馏策略允许），并比较它们在现实世界中的实现效率。我们展示了如何通过结合这些技术来提高许多直接隐形传态协议的效率。然后，我们开发了新的隐形传态协议，采用多体部分纠缠态。这三种技术在这里也被使用，以实现尽可能高的效率。最后，我们证明了最佳成功率的上限协议的基础上部分纠缠贝尔态，并表明，这里开发的一些协议达到这样的界限。
2013-07-10 quant-ph
Finite-key analysis of the six-state protocol with photon-number-resolution detectors
六态协议是用于量子密钥分发的离散变量协议，其允许容忍比BB84协议更大的噪声信道。在这项工作中，我们提供了一个下界的最大可实现的密钥速率的一个实际实施的纠缠为基础的版本的六态协议。关于实验设置，我们认为，源是不可信的，光子数统计测量使用光子数分辨探测器。我们提供了一个有限的初始资源数的关键速率的公式。作为所考虑的形式主义的说明，我们计算的关键率的设置源产生纠缠光子对通过参数下转换和信道中的损失取决于距离。因此，我们发现，所考虑的情况下，有限键校正是不可忽略的，他们应该考虑在任何实际的分析。
2011-11-11 quant-ph
Classical communication through quantum causal structures
量子力学允许运算具有不确定的因果顺序。最近有积极的讨论，通过异国情调的因果结构增强沟通策略。鉴于此，通过过程矩阵形式主义，我们制定了不同的经典容量的二分量子过程。我们发现，通过任意过程的单向通信协议不能优于因果可分过程，即，每个量子比特最多只能发送一个比特接下来，我们通过一个因果可分离的过程来研究双向通信。我们的结果表明，双向协议不能超过单向通信协议的限制。最后，我们通过一个确定的有序过程将这个结果推广到多方广播通信协议。
2020-07-09 quant-ph
Quantum Fokker-Planck Master Equation for Continuous Feedback Control
测量和反馈控制是量子科学的基本特征，其应用范围从量子技术协议到量子热力学中的信息-功转换。反馈控制的理论描述通常以需要数值解的随机方程给出，或者仅限于线性反馈协议。在这里，我们提出了一个形式主义的连续量子测量和反馈，线性和非线性。我们的主要结果是一个量子Fokker-Planck主方程描述的联合动力学的量子系统和有限带宽的检测器。对于快速测量，我们推导出一个马尔可夫主方程的系统单独，服从分析处理。我们说明我们的形式主义，通过调查两个基本的信息引擎，一个量子和一个经典的。
2022-08-10 quant-ph
Analysis of Quantum Entanglement in Quantum Programs using Stabilizer Formalism
量子纠缠在量子计算和量子通信中起着重要的作用。它是许多协议和计算所必需的，但会对计算状态造成意想不到的干扰。因此，对量子程序中的量子纠缠进行静态分析是必要的。几篇论文研究了这个问题。他们认为，如果多个量子比特的幺正门被应用于它们，那么量子比特就会纠缠在一起，一些人使用每个分离的量子比特的状态信息来完善这一推理。然而，他们并不关心幺正门消除纠缠以及测量可能分离多个量子比特的事实。在本文中，我们扩展了以前的工作，使用稳定器形式主义。它改进了量子程序中量子变量可分性的推理。
2015-11-05 cs.PL quant-ph
Transfer of Spatial Reference Frame Using Singlet States and Classical Communication
一个简单的协议，描述了空间方向从爱丽丝到鲍勃（两个空间分离的观察者）的反转。假设两个观察者共享量子单态和经典通信。该协议假设Alice和Bob具有完全的自由意志（测量独立性），并基于最大化Alice和Bob的测量结果之间的香农互信息。对于Alice的每个空间轴重复使用该协议允许传输完整的三维参考系，直到每个轴的反转。该协议的技术复杂性类似于BB84量子密钥分发所需的技术复杂性，因此比最近提出的用于传输参考系的方案简单得多。第二个协议的基础上贝叶斯形式主义。
2014-08-27 quant-ph
Entanglement and non-locality in quantum protocols with identical particles
我们研究了纠缠和非局域性在利用全同粒子系统的量子协议中的作用。与可区分粒子的情况不同，纠缠和非定域性的概念对于那些成分不能区分和单独处理的系统仍然存在争议。我们澄清了为什么唯一的方法，避免不协调和悖论是基于第二量子化形式主义，它是纠缠的模式，可以填充的粒子，真正重要的是什么，而不是粒子本身。事实上，通过一个隐形传态协议，我们表明，不一致的配方，迫使纠缠和非局域性的相同的粒子，而不是他们可以占据的模式的属性。其原因在于，正交模式总是可以解决，而相同的粒子不能。
2021-04-13 quant-ph
Modernizing Quantum Annealing II: Genetic algorithms with the Inference Primitive Formalism
量子退火允许使用量子涨落来帮助找到一些世界上最具挑战性的计算问题的解决方案。近年来，基于磁通量子比特的大规模量子退火器件的出现引起了人们极大的兴趣。最近的工作是[Chancellor NJP 19（2）：023024，2017]如何修改这些设备的控制协议，以便实际设备上的单个退火机调用可以采用初始条件。正在进行开发，以在D-Wave Systems Inc.设计的量子退火设备中实现此类协议。这些功能将很快提供给客户。在本文中，我开发了一种形式主义的算法设计在量子退火，我称之为“推理原语”的形式主义。这种形式主义允许对具有一般控制结构的量子退火机的调用进行自然描述。这种更广义的控制结构不仅包括在退火器运行中包括初始条件的能力，而且还包括独立地控制量子位或量子位簇的退火时间表的能力，从而表示候选解的不同部分的相对确定性值。我讨论了这种控制的兼容性与各种其他目前的努力，以提高退火机的性能，如非stoquatic驱动程序，同步冻结时间的量子位，和信念传播技术。为了证明我在这里提出的形式主义的力量，我讨论了这种新的形式主义可以用来表示遗传算法的退火器实现，并可以表示添加遗传组件到目前使用的算法。我开发的新工具将允许更全面地了解量子退火机可用的算法空间，从而使该领域更具竞争力。
2017-11-28 quant-ph
A categorical semantics of quantum protocols
我们从一个新的角度研究量子信息和计算。我们的方法是基于重铸的标准公理介绍的量子力学，由于冯诺依曼，在一个更抽象的层次上，紧凑的封闭范畴的双产品。我们展示了如何在关键的量子信息协议，如隐形传态，逻辑门隐形传态和纠缠交换中发现的基本结构可以在这个抽象的层次上被捕获。此外，从紧闭包和双积的--显然是纯定性的--结构的组合中，出现了“标量”和“玻恩规则”。这种抽象和结构的观点为描述和推理量子系统开辟了新的可能性。它还显示了公理自由度：我们可以显示对标量C（I，I）的（半）环的要求，其中C是范畴，I是张量单位，以执行各种协议，如隐形传态。我们的形式主义捕捉了协议的信息流方面（见quant-ph/0402014），以及由于量子不确定性而产生的分支。这与标准解释形成对比，在标准解释中，经典信息流“在”通常的量子力学形式主义之外。
2007-03-05 cs.LO math-ph math.CT
Fidelities for transformations of unknown quantum states
我们提出了一种计算未知量子态变换保真度的一般理论形式。然后，我们专注于连续变量量子系统的高斯变换的情况下，在那里，对于高斯分布的位移相干态的情况下，该理论是容易处理的协方差矩阵形式主义。我们目前的分析结果最近实施的连续变量的隐形传态和内存存储协议。
2006-03-10 quant-ph
Automated Verification of Quantum Protocols using MCMAS
我们提出了一种方法，用于自动验证的量子协议使用MCMAS，一个符号模型检查器的多智能体系统的方法是基于D'Hondt和Panangelo开发的逻辑框架，调查认知和时间属性，建立在模型上的分布式测量为基础的量子计算（DMC），扩展的测量演算分布式量子系统。我们描述的翻译地图从DMC解释系统，多智能体系统中的时间和知识的推理的典型形式主义。然后，我们介绍了dmc2ispl，一个编译器到MCMAS模型检查器的输入语言。我们通过验证量子隐形传态协议来演示该技术，并讨论该工具的性能。
2012-07-04 cs.CR cs.LO cs.MA
QMC: A Model Checker for Quantum Systems
我们介绍了一个专门用于分析量子信息协议的模型检测工具。该工具采用了一个有效的表示某一类的量子线路，即那些在所谓的稳定形式主义表达。协议模型描述使用一个简单的，命令式的模拟语言，其中包括命令的单一运营商的Clifford群以及经典的整数和布尔变量。验证公式表示使用量子计算树逻辑（QCTL）的子集。模型检查过程将量子测量视为非确定性的来源，导致多个协议运行，每个结果一个。对每次运行进行验证。
2008-04-21 quant-ph
Quantum metrology in the presence of correlated noise via Markovian embedding
University of Warsaw（华沙大学）；Universitat Autònoma de Barcelona（巴塞罗那自治大学）
本文提出了一种基于马尔可夫嵌入的量子计量方法，用于在相关噪声环境下优化频率估计协议。
2026-02-12 quant-ph
Composable security of measuring-Alice blind quantum computation
盲量子计算[A. Broadbent、J. Fitzsimons和E. Kashefi，Proceedings of the 50 th Annual IEEE Symposium on Foundations of Computer Science 517（2009）]是一种安全的云量子计算协议，其使得客户端（其没有足够的量子技术供其支配）能够将其量子计算委托给服务器（其具有通用量子计算机），而不向服务器泄露任何相关信息。在[T. Morimae和K. Fujii，Phys.Rev.A { \bf 87}，050301（R）（2013）]，提出了一种新的盲量子计算协议，所谓的测量-Alice协议。该协议提供了几个优点，比以前的协议，如设备无关的安全性，客户端的要求较低，和一个更简单，更强大的安全性的基础上无信令的原则。本文利用构造密码学[U。Maurer，Proceedings of Theory of Security and Applications，TOSCA 2011，第33-56页。Springer（2011）]。度量Alice协议的上述优点使得组合安全性的证明更加直观和透明。
2013-06-10 quant-ph
Protocols for Quantum Weak Coin Flipping
CQST, IIIT Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校量子科学与系统中心）；QuICS, UMIACS, University of Maryland, College Park（马里兰大学学院公园校区量子信息与计算科学研究所）；IQIM, CMS, Caltech（加州理工学院理论物理与量子信息研究所）；Faculty of Electrical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学电气工程学院）
本文提出了一种基于精确构造的量子弱硬币翻转协议，通过新的形式化方法实现了接近完美安全的协议，并简化了Mochon的证明。
2025-11-25 cs.CR quant-ph
Non-Threshold Quantum Secret Sharing Schemes in the Graph State Formalism
在最近的工作中，Markham和Sanders提出了一个框架来研究使用图状态的量子秘密共享（QSS）方案。该框架统一了三类QSS协议，即在私有和公共信道上共享经典秘密和共享量子秘密。然而，大多数基于图状态的秘密共享的工作集中在门限方案。在本文中，我们专注于一般的访问结构。我们展示了如何实现一个大类的任意访问结构，使用图状态形式主义。我们证明了$[[n,1]]$二进制量子码与图态秘密共享方案共享一个比特之间的等价性。我们还建立了一类$[[n,1]]$ Calderbank-Shor-Steane（CSS）码和图态QSS方案共享一个量子比特之间的类似（但有限制）等价性。利用这些结果，我们可以构造出一大类具有任意访问结构的量子秘密共享方案。
2012-02-15 quant-ph
Continuous feedback protocols for cooling and trapping a quantum harmonic oscillator
本文基于量子Fokker-Planck主方程（QFPME）研究连续弱测量下的反馈冷却方案，分析了基于位置和/或动量测量的多种协议对谐振子的冷却与俘获效果，发现合适参数下可使其冷却至基态或接近基态，为量子测量与反馈提供了可解案例。
2024-04-29 quant-ph
Performance Analysis of Satellite-Based QKD Protocols
Indian Institute of Technology, Jodhpur（印度约德浦尔理工学院）
本文分析了卫星基自由空间量子密钥分发协议在低轨道链路中的性能，探讨了不同协议在日间和夜间条件下的QBER和安全密钥率差异。
2026-04-13 quant-ph
Wigner-function description of quantum teleportation in arbitrary dimensions and continuous limit
基于Wigner-function形式，提出了一种任意维量子隐形传态的统一方法。这种方法为我们提供了一个清晰的画面，所有的操作中进行的隐形传态协议。此外，在维格纳函数形式主义的框架内，可以很容易地考虑到所有的不完善的操作。
2001-07-09 quant-ph
Classical and quantum shortcuts to adiabaticity for scale-invariant driving
绝热性的一个捷径是一个驱动协议，在很短的时间内复制相同的最终状态，将导致从绝热，无限缓慢的过程。设计这种捷径的一种强有力的技术依赖于辅助反绝热场的使用。确定所需字段的显式形式通常被证明是复杂的。我们提出了明确的反绝热驱动协议的标度不变的动力学过程，例如膨胀和运输。为此，我们使用生成函数的形式主义，并统一以前的方法独立开发的经典和量子研究。由此产生的框架适用于绝热性的一个大类的经典和量子，单粒子，非线性和多体系统的快捷方式的设计。
2014-01-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
The role of quantum measurement in stochastic thermodynamics
本文建立了一种新的量子体系中的随机热力学研究方法，其中随机性和不可逆性主要来自于量子测量。在没有任何浴的情况下，我们定义了一个纯量子分量的热交换，对应于测量反作用引起的能量波动。能量和熵签名的测量引起的不可逆性，然后研究量子光学的正则实验，和能量成本的抵消作用退相干的特点是一个简单的状态稳定协议。通过把量子测量放在中心位置，我们的形式有助于弥合实验量子光学和量子热力学之间的差距。
2016-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Maximally Entangled States for Quantum Key Distribution in Underwater Channels: BBM92 Protocol via Kraus Operators
Lab-STICC, UMR CNRS 6285, ENSTA, Institut Polytechnique de Paris（Lab-STICC，法国国家科学研究中心联合研究实验室第6285号，巴黎理工学院）
针对水下信道吸收和散射对量子通信的影响，本文利用Kraus算符建模水下信道，研究基于非最大纠缠态的BBM92协议，推导了量子比特误码率和密钥率的解析表达式，并在不同水质条件下验证了协议性能。
2026-05-22 quant-ph
Time-optimal control of a dissipative qubit
基于庞特里亚金最大值原理的形式主义被应用于确定时间最优协议，该协议通过具有有限控制的哈密顿量将一般初始状态驱动到目标状态，即，存在具有有界幅度的单个控制场。浴和量子位之间的耦合由Lindblad主方程建模。耗散通常将系统驱动到最大混合状态;因此，通常存在最佳演化时间，超过该时间，退相干阻止系统更接近目标状态。对于某些特定的耗散通道，最优控制可以使系统在无限长的时间内远离最大熵状态。详细讨论了这种具体情况出现的条件。构造时间最优协议的数值过程进行了描述。特别是，这里采用的形式主义可以有效地评估时间依赖的奇异控制，这在控制孤立或耗散量子比特中是至关重要的。
2020-02-18 quant-ph
Direct Characterization of Quantum Measurements using Weak Values
时间对称的形式主义赋予弱测量及其结果，弱值，许多独特的功能。特别是，它允许直接断层扫描的量子态，而不诉诸复杂的重建算法，并提供了一个操作意义的波函数和密度矩阵。在这里，我们提出并实验证明了直接层析成像的测量装置，通过采取弱测量形式主义的向后方向。我们的协议严格适用于任意测量强度，从而提高了准确度和精度。通过考虑测量算子的完备性条件，可以进一步提高测量精度，这也保证了我们的方案对任意量子测量的表征的可行性.我们的工作为量子态和测量之间的对称性提供了新的见解，同时也为表征测量仪器提供了一种有效的方法。
2021-10-29 physics.optics quant-ph
Quantum Homogenization as a Quantum Steady State Protocol on NISQ Hardware
本文提出将量子均匀化作为量子态稳定与信息保护的新平台，通过扩展为 ($\mathtt{SWAP}$)$^α$ 公式并在 NISQ 硬件上实现浅层量子电路，证明了该协议在 CPTP 映射下能纠正码子空间并保护量子信息。
2024-12-19 quant-ph
Squashing Models for Optical Measurements in Quantum Communication
用光电探测器的测量必然需要在一个或几个模式的无限维Fock空间中描述。对于某些测量，假设了一个模型，该模型将全模式测量描述为将信号映射（挤压）到小维度希尔伯特空间中的组合，随后是指定的目标测量。我们提出了一种形式主义，调查是否一个给定的测量对模式和目标测量可以连接的挤压模型。我们表明，BB84协议中使用的测量允许挤压描述，虽然六态协议不。因此，BB 84协议的安全性证明可以基于窃听者最多转发一个光子的假设，而六态协议则不成立。
2008-09-17 quant-ph
Diagnosis of information scrambling from Hamiltonian evolution under decoherence
我们应用一个基于Hayden-Preskill思想实验的量子隐形传态协议来量化一个给定的量子演化是如何混乱的。当用于诊断存在源于噪声量子器件的退相干效应的信息置乱时，它具有优于直接测量的时间外的有序置乱器的优点。我们证明了协议，通过将其应用到两个物理系统：伊辛自旋链和SU（2）格点杨米尔斯理论。为此，我们数值模拟的时间演化的两个理论的哈密顿形式主义。格Yang-Mills理论是在Kogut-Susskind形式的基础上通过适当的Hilbert空间截断来实现的。在两条腿的阶梯几何上，它可以被映射成自旋链，我们称之为Yang-Mills-伊辛模型，并且可以直接应用于未来的数字量子模拟.我们发现，Yang-Mills-伊辛模型在后期表现出信息置乱的信号。
2021-09-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech hep-lat
Operational interpretation of the vacuum and process matrices for identical particles
本文用过程矩阵形式体系分析 dSD 单粒子双向通信协议，指出真空相互作用应作为同等操作，并借助二次量子化将该形式体系推广至封顶 Fock 空间，以描述粒子数不确定的全同粒子协议。
2023-04-14 hep-th quant-ph
