Complementarity and the uncertainty relations
我们制定了一个一般的互补关系从任何厄米特算子离散非退化特征值。然后,我们阐明量子互补性和海森堡-罗伯逊的不确定性关系之间的关系。我们证明它们是紧密相连的。最后,我们用一些具体的建议实验来举例说明一般理论。
1999-04-19 quant-ph
Complementarity-based complementarity: the choice of mutually unbiased observables shapes quantum uncertainty relations
针对MUBs导出的量子不确定性关系被认为与观测变量选择无关的问题,本文通过实验与数值方法证明5维系统中不同三MUB集合会导致不同的熵与方差互补界限。
2025-10-21 quant-ph
Uncertainty-Complementarity Balance as a General Constraint on Non-locality
我们提出了一个不确定性互补平衡关系,并建立非局部性,互补性和不确定性之间的定量联系。我们的平衡关系,这是制定在一个理论独立的方式,国家的两个测量顺序进行,在第一次测量中表现出的互补性方面的干扰不大于第一次测量的不确定性。量子理论尊重我们的平衡关系,从这个平衡关系可以导出Tsirelson界,直到一个不必要的假设。在最简单的Bell情形下,我们证明了一般非定域理论的Clauser-Horne-Shimony-Holt不等式的界可以表示为平衡强度的函数.作为应用,我们导出了Popescu-Rohrlich盒的平衡强度和非局部界。我们的结果揭示了三个基本概念之间的定量联系,即,不确定性、互补性和非局部性。
2018-08-20 quant-ph
Operational foundations of complementarity and uncertainty relations
所谓的准备不确定性可以从纯操作的角度来理解。也就是说,当某对可观测量没有准备时,它们都表现出确定性统计数据时,就会发生这种情况。然而,不确定关系的右边通常是不可操作的,因为它依赖于量子形式主义。此外,虽然可观测量的联合不可测性是一个操作概念,但玻尔意义上的互补性(即描述系统所需的过量信息)尚未用纯粹的操作术语表示。在本文中,我们提出了一个解决这些问题的方法,通过引入互补性的操作定义,并进一步假设不确定性作为物理理论中互补性的必要代价。换句话说,我们建议把(运算)互补作为不确定关系的右侧。具体地说,我们首先确定了两个不同的概念,不确定性和互补性,上述原则在量子力学。我们还介绍了不确定性和互补性的一般措施的假设。为了定义互补性的量词,我们首先转向简单的独立性概念,它仅根据统计两个观测量来定义。我们还使用我们的框架来定义新的互补性指标的基础上(i)随机访问码的性能,(ii)观察到的统计数据的身体的几何特性,和(iii)信息的变化。然后,我们表明,它们可以用来状态的不确定性关系。此外,我们表明,非信号和不确定性关系表示的互补型(ii)导致的Tsirelson界的CHSH不等式。最后,我们证明了信息因果关系的一个变种,称为信息内容原则,可以解释为上述意义上的不确定性关系。
2019-03-19 quant-ph
Uncertainty-Reality Complementarity and Entropic Uncertainty Relations
量子可观测量的真实性是量子力学基础中长期感兴趣的一个特征,最近已经通过熵测量进行了量化和深入研究[Phys. Rev. A 97,022107(2018)]。然而,在非对易观测量之间没有与状态无关的“现实权衡”,因为在某些系统中,所有的观测量都是真实的。Lett. 112,40005(2015)]。我们证明了在量子记忆存在下的熵不确定性关系[Nature Phys.6,659(2010)]完美地补充了所讨论的现实概念,在现实和量子不确定性之间进行权衡。对两个观测量,给出了包含不确定性和真实性熵测度的状态无关互补不等式。
2019-01-26 quant-ph
Complementarity and uncertainty relations for matter wave interferometry
我们建立了一个严格的定量之间的联系(i)的干涉对偶关系的方式信息和条纹的可见性和(ii)海森堡的位置和模块动量的不确定性关系。我们将我们的理论应用于原子干涉测量,其中自发发射的光子提供哪种方式的信息,并明确地解决了由超材料“完美透镜"互补性和海森堡-玻尔解释的海森堡显微镜思想实验所带来的挑战。
2008-11-06 quant-ph
Aspects of Complementarity and Uncertainty
量子粒子的双缝实验为量子力学的行为提供了许多见解,包括玻尔的互补原理。在这里,我们分析爱因斯坦的反冲缝版本的实验,并显示如何粒子和反冲缝之间的不可避免的纠缠作为一个哪种方式的检测器是负责互补性。我们从这种纠缠中推导出了恩格尔-格林伯格-亚辛对偶性,它也可以被认为是反冲狭缝的某些互补观测量之间的和不确定性关系的结果。因此,纠缠和不确定性都是探测过程中不可或缺的一部分,尽管它们的方式与玻尔和爱因斯坦所设想的完全不同。
2016-09-01 quant-ph
Complementarity and Uncertainty in Mach-Zehnder Interferometry and beyond
从这些原则的各种形式化的调查开始,互补性和不确定性的原则之间的联系和对比的一个连贯的帐户。的概念分析说明了一组实验方案的基础上马赫-曾德尔干涉。特别地,通过与探针系统的纠缠和(定量)量子擦除的路径检测被展示为构成物理量、路径和干扰观测量的互补对的联合非锐化测量的实例。分析使用的表示的观测值为正算子值的措施(POVM)。互补的实验选项的同时unsharp准备和测量的意义上的和解表示在不同种类的不确定性关系。互补性的特点,体现在本例中的相互排斥的路径检测和干扰观察,恢复作为一个极限情况下,从适当的不确定性关系。我们注意到,互补原理和不确定原理既不是完全逻辑独立的,也不是彼此的逻辑结果。由于纠缠是(复合系统)量子特性不确定性的一个实例,因此将不确定性和纠缠作为可能的互补机制来相互对抗是没有意义的。
2006-09-06 quant-ph
Uncertainty reconciles complementarity with joint measurability
互补性和不确定性的基本原则被证明是有关的可能性联合unsharp测量对noncommuting量子观测。提出了一种新的互补观测量联合测量方案。观测量被表示为正算子值测度(POVMs),其内在的模糊参数被发现满足一个有趣的回报关系,反映互补性。同时,这个关系也代表了海森堡测不准关系在测量不精确时的一个例子。一个模型独立的考虑表明,这种不确定性关系是逻辑上连接的POVM的联合可测性的问题。
2002-11-12 quant-ph
The Physics of Quantum Information: Complementarity, Uncertainty, and Entanglement
本论文的首要目标是证明互补性是量子信息理论的核心,它使我们能够理解“量子信息“指的是什么信息,并且它在理解和构建量子信息处理协议方面是有用的。构成这些主张的基础的详细研究结果可以在所收录的论文中找到,这里的目的是提供一个更一般观众可以理解的概述。
2012-12-11 quant-ph
Quantum Optical Discussion of Uncertainty and Complementarity in a Mach-Zehnder Interferometer
我们讨论了互补性和不确定性的一个gedanken Which-Way(Welcher-Weg)实验中的马赫-曾德尔干涉仪。虽然Welcher-Weg测量可以在探测器本身的动量变化可以忽略不计的情况下进行,但干涉图样的变化必须对应于粒子动量分布的变化。Mach-Zehnder干涉仪和Welcher-Weg测量之间的纠缠引入了正交性,使粒子的干涉失效,但同时,它也在粒子和整个纠缠系统的其他部分(包括宏观部分)之间产生了动量转移。这一分析可能与延迟选择解释有关。我们展示了动量变化发生的地方,我们得出结论,纠缠是理解互补性(即哪条路与干扰)和位置-动量不确定性关系是如何交织在一起的关键。
2000-08-23 quant-ph
Complementarity and the nature of uncertainty relations in Einstein-Bohr recoiling slit experiment
在全量子理论的背景下,建立了爱因斯坦-玻尔双缝实验的模型。在该模型中,具有双缝的可移动壁的状态和动力学,以及进入双缝的粒子的状态,由量子力学描述。利用该模型分析了干涉图样的显示与粒子轨迹的判别之间的互补性,通过比较Kennard-Robertson型和Ozawa型测不准关系,得出了双缝实验中涉及的测不准关系不是Ozawa型测不准关系,而是Kennard型双缝壁位置和动量的测不准关系。一个可能的实验来测试的互补关系的建议。也有人认为,发生在量子系统和经典系统的界面上的各种现象,包括可纠缠性,干涉,退相干,量子擦除器和弱值,可以被理解为纠缠的方面。
2015-07-16 quant-ph
On the connection between Complementarity and Uncertainty Principles in the Mach-Zehnder interferometric setting
在马赫-曾德尔干涉的框架下,我们重新审视了量子力学的互补原理和不确定原理之间的联系。具体地说,我们证明了,对于一对适当选择的观测量,互补路径信息和条纹可见度之间的权衡关系等价于Schr\”Odinger和Robertson的,以及Landau和Pollak提供的。我们还采用熵的不确定性关系(基于Rényi熵的措施),并研究其意义的熵参数的不同值。我们表明,这些不同的值定义的制度,产生质的不同的信息系统,在协议的结果[A。Luis,Phys.Rev.A84,034101(2011)]。我们发现,存在着一个制度,熵不确定性关系可以作为标准,以查明最小的不确定性的非平凡状态。
2012-06-14 quant-ph
Products of weak values: uncertainty relations, complementarity and incompatibility
弱值的量子观测量的产品示出的价值,在推导量子不确定性和互补关系,弱和强测量统计。首先,一个“产品表示公式”允许标准海森堡不确定性关系从复杂的随机变量的经典不确定性关系推导出来。我们表明,这个公式也导致了强烈的不确定性关系的酉算子,并解释为最佳(复杂)估计的量子观测值的弱值的基础。此外,我们表明,两个不相容的观测,弱和强测量的弱测量上下文服从互补关系下的交换这些观测,在相应的弱值的产品上界的形式。此外,弱纯度,量子纯度和量子不相容性之间,以及弱和强的联合概率分布之间的一般权衡关系,得到基于产品的实部和虚部的弱值,这些关系量化的程度弱概率可以采取异常值在给定的上下文中。
2016-06-07 quant-ph
Einstein's Recoiling Slit Experiment, Complementarity and Uncertainty
我们分析了爱因斯坦的反冲缝实验,并指出粒子和反冲缝之间不可避免的纠缠不是玻尔的回答的一部分。我们表明,如果考虑到这种纠缠,可以提供一个更简单的答案爱因斯坦。我们还从这种纠缠中导出了Englert-Greenberger-Yasin对偶关系。此外,我们表明,恩格勒-格林伯格-亚辛对偶关系也可以被认为是一个后果的总和不确定性关系的某些可观的反冲缝。因此,测不准关系和纠缠都是哪种探测过程的组成部分。
2013-05-14 quant-ph
Unveiling quantum steering by quantum-classical uncertainty complementarity
本文提出一种比熵不确定性关系更紧的量子-经典不确定性互补关系,并据此构造更高效的导引见证,揭示相干性与量子导引之间的定量操作联系。
2025-05-09 quant-ph
A double-slit `which-way' experiment on the complementarity--uncertainty debate
在杨氏双缝中进行单向测量会破坏干涉图样。玻尔声称,波和粒子行为之间的互补性是由海森堡的不确定原理强制执行的:区分两个距离为s的位置将一个随机动量q \sim \hbar /s传递给粒子。这一说法一直受到争议:史高丽等人声称在某些情况下,干涉可以在没有动量转移的情况下被摧毁,而斯托里等人则声称玻尔的立场总是有效的。我们使用弱测量的实验技术来解决这个问题。我们测量q的分布,该分布远超过[- \hbar /s,\hbar /s],但仍然具有与零一致的方差。因此,这个弱值动量转移分布P_{wv}(q)反映了争论的双方。
2007-08-29 quant-ph
Uncertainty Relations Based on Modified Wigner-Yanase-Dyson Skew Information
测不准关系是量子力学和量子信息理论的核心问题。引入修正广义Wigner-Yanase-Dyson(MGWYD)斜信息和修正加权广义Wigner-Yanase-Dyson(MWGWYD)斜信息,建立了基于MGWYD斜信息和MWGWYD斜信息的新的不确定关系.
2020-04-24 quant-ph
Uncertainty Relation Based on Skew Information with Quantum Memory
我们提出了一个新的不确定性关系,通过定义一个基于偏斜信息的不确定性度量。对于二分系统,我们建立了量子记忆存在的不确定性关系。给出了量子关联与不确定度紧界之间的一般关系。
2017-01-09 quant-ph
Uncertainty and Complementarity Relations in Weak Measurement
我们证明了不确定性关系,定量地表达了不可能联合尖锐的准备前和后选择的量子态测量不兼容的观测值在弱测量。通过定义一个合适的算子,其在预先选定的量子态中的平均值给出弱值,我们证明了两个这样的算子对应于两个非对易观测量的方差可以有新的不确定关系.这些推广了最近的较强的不确定性关系,使非平凡的两个观测量的方差之和的下界,充分捕捉的概念,不相容的观测量。此外,我们证明了两个非交换投影算子的弱值服从互补关系。具体地说,我们表明,对于一个预先选定的状态,如果我们测量一个投影对应于一个可观察的$A$弱其次是另一个可观察的强测量$B$(对于后选择),并且对于相同的预选状态,我们测量对应于可观测$B$的投影仪,该投影仪弱地跟随着可观测$A$的强测量(对于后选择),则这两个弱值的乘积总是小于1。这表明,即使它们单独是复杂的,可以很大,它们的产品总是有界的。
2014-11-26 quant-ph
Uncertainty relations based on Wigner-Yanase skew information
本文基于Wigner-Yanase斜信息,利用一定的范数不等式得到了新的不确定关系。首先,对于任意有限数量的观测量,我们推导出一个不确定性关系优于以前的下限。然后,我们提出了新的加权不确定性关系的两个不相容的可观测量。通过偏斜信息也得到了两个可分离的标准。
2020-06-17 quant-ph
Tighter sum uncertainty relations via variance and Wigner-Yanase skew information for N incompatible observables
研究了任意有限N个量子力学观测量的基于方差和斜信息的和不确定关系。我们得到了新的不确定性不等式,改进了现有的相关不确定性关系的结果。最后给出了具体的例子来说明我们的不确定性不等式的优点。
2021-11-17 quant-ph
Product and sum uncertainty relations based on metric-adjusted skew information
度量调整的偏斜信息建立了量子统计的几何公式和量子信息的度量之间的联系。我们研究了度量调整偏斜信息的乘积和求和形式的不确定性关系。我们提出了下界的产品和求和不确定性不等式的度量调整的倾斜信息的基础上,通过运营商表示的可观。明确的例子来支持我们的主张。
2022-04-01 quant-ph
Physical reality and the Complementarity Principle
考虑到冯诺依曼测量过程的干扰实验表明,在传入波的不确定性,负责其干扰,在测量过程中转化为测量仪器的不确定性。然而,在该装置上的后续测量没有揭示关于干扰波的任何新信息。在量子信息最新进展的背景下,这一观察结果为量子力学的信息论解释提供了论据。
2001-05-15 quant-ph
Robertson-Schroedinger Uncertainty Relation Refined by Skew Information
本文利用Wigner-Yanase斜信息对Robertson-Schroedinger测不准关系进行了改进。除了众所周知的量子不确定性所产生的不可交换的可观的,还有经典的不确定性所产生的混合状态,这是量化的方差和偏斜信息之间的差异。我们对正则观测量的精确不确定关系被所有的高斯态(纯态或混合态)所饱和,从而为量子态的非高斯性提供了另一种度量。的情况下,度量调整偏斜信息的推广,统一和完善以前的大部分结果。
2013-03-26 quant-ph
Schrödinger uncertainty relation with Wigner-Yanase skew information
我们将给出一个新的薛定谔型测不准关系,它是由S.Luo在\cite{Luo1}中引入的。我们的结果改进了\cite{Luo1}中关于混合态的海森堡测不准关系。
2010-08-20 quant-ph
Sum uncertainty relations based on $(α,β,γ)$ weighted Wigner-Yanase-Dyson skew information
我们引入($α,β,γ$)加权Wigner-Yanase-Dyson(($α,β,γ$)WWYD)偏斜信息和($α,β,γ$)修正加权Wigner-Yanase-Dyson(($α,β,γ$)MWWYD)偏斜信息。本文基于($α,β,γ$)WWYD偏斜信息,研究了任意$N$互非对易观测量的和不确定关系.导出了一系列不确定性不等式。我们通过具体的例子表明,我们的结果覆盖和改进了以前的基础上原来的Wigner-Yanase(WY)斜信息。最后,我们建立了任意$N$量子信道的($α,β,γ$)MWWYD偏斜信息的和不确定关系。
2022-08-14 quant-ph
Sum uncertainty relations based on Wigner-Yanase skew information
研究了任意有限$N$量子力学观测量的和不确定关系。利用Wigner和Yanase引入的斜信息,给出了一些不确定性不等式.这些不确定性不等式是非平凡的,只要观察是相互非交换的。这些新的和现有的不确定性不等式之间的关系进行了研究。详细的例子。
2016-06-05 quant-ph
Wigner-Yanase skew information-based uncertainty relations for quantum channels
本文针对两个量子信道,利用 Wigner-Yanase 斜信息建立乘积与求和形式的紧致不确定关系,并证明其优于已有结果。
2023-06-11 quant-ph
A note on uncertainty relations of metric-adjusted skew information
不确定原理是量子力学的基本特征之一,在量子信息处理中起着至关重要的作用。研究了基于度量调整偏斜信息的有限量子观测量的不确定关系。受论文[Physical Review A 104,052414(2021)]的启发,我们根据不同的范数不等式建立了更紧密的不确定性关系。自然地,我们将该方法推广到量子信道和幺正算符的度量调整偏斜信息的不确定关系。由于Wigner-Yanase-Dyson斜信息和量子费舍尔信息都是对应于不同Morozova-Chentsov函数的度量调整的斜信息的特殊情况,我们的结果推广了一些现有的不确定关系.最后给出了具体的算例来说明本文方法的优越性。
2023-02-17 quant-ph
Phase-Entanglement Complementarity with Time-Energy Uncertainty
我们给出了量子系统的Berry相位及其与周围环境纠缠的统一观点。前者反映了系统与经典环境之间的不可分离性,后者反映了量子环境之间的不可分离性,而几何时能不确定性的概念可以作为这种不可分离性的标志。基于这一观点,我们研究了它们之间的关系,在量子-经典过渡的环境中,与援助的自旋半粒子(量子比特)模型暴露于量子-经典混合场。在量子-经典跃迁中,Berry相位与时间-能量不确定性之间的关系与只有经典场的情况类似,而量子比特混合态的几何相位与纠缠之间的关系是互补的。也就是说,对于一个固定的时间-能量不确定性,纠缠逐渐取代的混合几何相位的量子场消失。在经典极限下,混合几何相变为Berry相.用位移谐振子模型也可以得到同样的结果。
2013-12-27 quant-ph
Tighter uncertainty relations based on Wigner-Yanase skew information for observables and channels
不确定原理是量子力学的基础。它反映了微观粒子运动的基本规律。Wigner-Yanase斜信息作为量子不确定性的度量,被用来表征状态和可观测量的内在特征。本文主要研究了基于偏斜信息的量子力学观测量和量子信道的和不确定关系。本文利用Wigner-Yanase斜信息建立了$n$观测量的一个新的测不准关系,该关系对于两个不相容的观测量是饱和的(因此它是相等的).我们还利用偏斜信息给出了任意有限$N$量子信道的两个测不准关系。我们的不确定性关系有更严格的下限比现有的。提供了详细的例子。
2020-02-27 quant-ph
Quantum Uncertainty Based on Metric Adjusted Skew Information
在Gibilisco [Int. J. Software Informatics,8(3-4):265,2014]中,他通过度量调整的偏斜信息引入了一族测量诱导的量子不确定性测度,我们研究了这些测度的基本性质(包括基独立性和谱表示),并举例说明了它们在检测量子非定域性和纠缠中的应用。
2018-04-12 quant-ph
Uncertainty relations for metric adjusted skew information and Cauchy-Schwarz inequality
本文基于度量调整斜信息,运用可观测量坐标采样与凸函数方法,改进了两个及多个可观测量的乘积与求和形式的不确定性关系。
2023-07-31 quant-ph
Enhanced quantum channel uncertainty relations by skew information
该研究通过引入强化柯西-施瓦茨不等式与可观测量坐标采样技术,构建了基于斜信息的量子信道不确定序列,得到了比以往研究更紧致的不确定关系下界。
2023-10-09 quant-ph
State-dependent and state-independent uncertainty relations for skew information and standard deviation
本文推导了包含不相容算子对易子的依赖于状态的不确定性等式,以及基于Wigner-Yanase偏斜信息的独立于状态的不确定性关系,将其推广至混合态和任意算子,并在量子比特中得到了更紧致的不等式与弱值测量方案。
2024-09-27 quant-ph
Schrödinger uncertainty relation, Wigner-Yanase-Dyson skew information and metric adjusted correlation measure
本文利用Wigner-Yanase-Dyson斜信息给出了一个Schrödinger型测不准关系。此外,我们还利用双参数扩展相关性测度给出了薛定谔型不确定性关系。此外,我们还利用度量调整的相关测度对薛定谔型测不准关系作了进一步的推广。这些结果推广了我们在[Phys.Rev.A,Vol.82(2010),034101]中的结果.
2012-01-15 quant-ph
Uncertainty relation based on Wigner-Yanase-Dyson skew information with quantum memory
我们提出了基于Wigner-Yanase-Dyson斜信息的量子存储测不准关系。导出了乘积形式和和形式的不确定性不等式。\mbox{It is}证明了下界包含两个项:一个表征两个测量的兼容程度,另一个是被测系统与量子存储器之间的量子相关。详细的例子给出了产品,可分离和纠缠态。
2018-02-23 quant-ph
Summation and product forms of uncertainty relations based on metric-adjusted skew information
本研究针对量子不确定关系问题,基于度量调整偏斜信息,分别通过可观测量算子表示和坐标采样方法,得到更紧的求和与乘积形式不确定关系,改进了现有结果并通过示例验证了优势。
2023-12-13 quant-ph
Complementarity and uncertainty in a two-way interferometer
从算符的角度出发,在双路干涉仪中重新研究了可预报性和可见性这两个互补量。引入一个厄米特算子和一个非厄米特算子(由两个厄米特算子组成)分别用于可预测性和可见性。由于两个算子之间的非交换性,可预报性和可见性不能同时精确测量。可预测性和可见性的方差之和(总方差)用于测量不确定性,其通过等式$(δ_P)^2+(δ_Vf)^2+P^2+V^2=2$与互补关系相关联。这种对可预测性和可见性的新描述将互补关系和不确定性关系联系起来,尽管它们都不能直接从另一个导出。
2010-11-24 physics.optics quant-ph
Bounds on skew information and local quantum uncertainty for state conversion
我们建立了严格的上限局域量子不确定性(LQU)和倾斜信息与通过某些量子信道的状态转换。具体来说,我们得到一个界限上的可实现的LQU的二分通道的克劳斯运营商与非退化冯诺依曼测量的第一个子系统上的交换,这个LQU界表示的第一个子系统的偏斜信息。此外,我们建立了一个界限的倾斜信息的一个子系统从任何初始的二分态服从任何量子转向通道,这个界限表示为LQU的初始联合系统状态。我们的两个主张表明,状态转换有基本的限制与偏斜信息LQU。
2017-02-25 quant-ph
Tighter sum uncertainty relations via metric-adjusted skew information
本文利用度量调整斜信息和三个范数不等式,提出有限可观测量与量子信道的更紧和不确定关系,并比较信道不确定性的两类下界。
2022-08-05 quant-ph
Complementarity in atomic and oscillator systems
我们开发了一个统一的,信息理论的解释,是适用于有限维(原子)和无限维(振荡器)系统的数相互补。相关的不确定原理作为{ \it熵过剩}的下界而得到,所述熵过剩是数熵和相位知识之间的差,后者被定义为关于均匀分布的相对熵。
2010-05-19 quant-ph
Tighter sum uncertainty relations via $(α,β,γ)$ weighted Wigner-Yanase-Dyson skew information
该研究利用$(α,β,γ)$WWYD斜信息为任意有限可观测量建立更紧的和不确定关系,并借助$(α,β,γ)$MWWYD斜信息给出量子信道与酉信道的更紧下界。
2023-12-12 quant-ph
Trace inequalities on a generalized Wigner-Yanase skew information
引入广义Wigner-Yanase斜信息,导出与测不准关系相关的迹不等式.这个不等式是S. Luo导出的不含经典混合的量子测不准关系的非平凡推广。此外,还讨论了关于广义Wigner-Yanase斜信息的几个迹不等式.
2009-02-24 quant-ph
Role of complementarity in superdense coding
两个可观测量的互补性往往被捕获在不确定性关系中,它量化了知识中不可避免的权衡。在这里,我们研究互补性的信息处理任务的背景下:我们链接的互补性的两个观察到他们的有用性超密集编码(SDC)。在SDC中,Alice通过发送单个qudit向Bob发送两个经典的信息dit。然而,我们表明,编码与交换酉防止爱丽丝发送一个以上的dit每个qudit,这意味着互补性是必要的SDC是一个经典的信息传输策略的关键。当Alice用Pauli算子的乘积编码$X$和$Z$基时,我们根据$X$和$Z$基元素的重叠来量化这些编码的互补性。我们的主要结果明确地解决了作为互补性的函数的SDC容量,表明重叠矩阵的熵给出了容量,当预共享状态是最大纠缠。我们将这个方程推广到具有对称噪声的资源,例如预共享的Werner状态。在最一般的情况下,任意噪声资源,我们得到一个类似的下界的SDC容量。我们的结果揭示了互补性在确定SDC中的量子优势中的作用,并且似乎从根本上很有趣,因为它们与不确定性关系有着惊人的相似之处。
2013-11-26 quant-ph
Complementarity in atomic (finite-level quantum) systems: an information-theoretic approach
我们发展了原子系统中的数相互补的信息论解释,其中相位被视为一个连续的正算子值测度(POVM)。相关的不确定原理获得的上界的知识的总和,这两个可观的情况下,两个级别的系统。一个更紧密的界限表征的不确定性关系的数值方面,涉及这些变量的加权知识和。我们指出,在这些系统中的互补性偏离相互unbiasededness在两个signalificant的方式:第一,POVM变量的最大知识是小于日志(尺寸)位;第二,令人惊讶的是,对于高维系统,unbiasedness可能不是相互的,但单向的,在该阶段仍然是无偏的,相对于数量状态,但反之亦然。最后,我们研究了非耗散和耗散噪声对单量子比特系统中这些互补变量的影响。
2009-06-07 quant-ph
Uncertainty of quantum channels via modified generalized variance and modified generalized Wigner-Yanase-Dyson skew information
测不准关系是量子力学和量子信息理论中的一个基本问题。利用修正的广义方差(MGV)和修正的广义Wigner-Yanase-Dyson偏斜信息(MGWYD)对量子信道的总不确定度和量子不确定度进行了辨识。详细研究了量子信道的总不确定度的一些优良性质。此外,我们还提出了量子信道的总不确定度与纠缠保真度之间的折衷关系,并建立了总不确定度与熵交换/相干信息之间的关系。给出了量子信道的总不确定度和量子不确定度的具体计算公式。此外,利用Nirala等人(Phys Rev A 99:022111,2019)提出的Mach-Zehnder干涉仪实现的实验测量方案,我们讨论了如何测量纯态量子信道的总/量子不确定度。
2022-08-14 quant-ph
Metrological complementarity reveals the Einstein-Podolsky-Rosen paradox
爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)悖论在我们理解量子力学中起着基础性的作用,并且与预测非对易测量结果的可能性有关,其精度似乎违反了不确定原理。这种与互补性的明显矛盾是由比纠缠更强的非经典相关性(称为转向)造成的。量子信息认识到转向是许多任务的重要资源,但与纠缠相反,它在计量学中的作用迄今仍不清楚。在这里,我们制定的EPR悖论的框架内的量子精密测量,表明它能够精确估计的本地相移和其产生的观察。采用更严格的制定量子互补性,我们推导出一个标准的基础上的量子费舍尔信息,检测转向在一个更大的类的状态比众所周知的不确定性为基础的标准。我们的结果确定了有用的转向量子增强的精度测量,并允许一个国家的最先进的实验中发现非高斯状态的转向。
2022-07-12 quant-ph
General framework of quantum complementarity from a measurement-based perspective
本文从测量视角建立以信息排斥关系表述量子互补性的一般框架,涵盖波粒二象性关系,并揭示其在纠缠目击及熵不确定性关系中的应用。
2023-09-29 quant-ph
Experimental test of universal complementarity relations
互补性限制了不相容的量子观测量可以联合测量的精度。尽管有流行的概念,海森堡测不准关系并没有量化这个原理。我们报告的实验验证普遍有效的互补关系,包括改进的关系在这里得到的。我们利用两个光子量子比特之间的爱因斯坦-波尔多尔斯基-罗森相关性,共同测量一个不兼容的可观测量。我们的测量误差的乘积低到足以违反广泛使用但不普遍有效的阿瑟-凯利关系。
2013-05-30 quant-ph
Preparation and measurement: two independent sources of uncertainty in quantum mechanics
在哥本哈根诠释中,海森堡测不准关系被解释为互补性概念的数学表达,量化了在不相容观测量的同时或联合测量中必然发生的相互干扰。这种解释在很久以前就受到了Ballentine的批评,最近又受到了实验性的挑战。这些批评可以通过使用正算子值测度的广义形式主义来证实,从中可以导出一个新的不等式,精确地说明了哥本哈根互补概念。讨论了制备和测量在产生量子力学不确定度中的不同作用。
1999-01-07 quant-ph
Tighter uncertainty relations based on $(α,β,γ)$ modified weighted Wigner-Yanase-Dyson skew information of quantum channels
本文提出量子信道的 $(α,β,γ)$ MWWYD 偏斜信息新形式,利用算子范数不等式推导出任意 $N$ 个量子信道与酉信道更紧致的求和不确定性关系,并通过实例验证,其特例亦适用于 MWWYD 与 $(α,γ)$ MWWYD 偏斜信息。
2022-08-15 quant-ph
Communicating the Heisenberg uncertainty relations: Niels Bohr, Complementarity and the Einstein-Rupp experiments
爱因斯坦-鲁普实验在量子力学的历史上一直被忽视。虽然这可以用Emil Rupp后来被揭露为欺诈并捏造结果的事实来解释,但由于当时对实验的重视,这是不合理的。本文讨论了Rupp的欺诈行为、爱因斯坦和Rupp之间的关系以及爱因斯坦-Rupp实验,并认为这些实验对Niels Bohr的互补性发展和Werner Heisenberg的不确定关系的表述产生了影响。
2015-05-29 physics.hist-ph quant-ph