Causality in quantum teleportation: information extraction and noise effects in entanglement distribution
量子隐形传态是可能的,因为纠缠允许定义本地系统的非交换属性和远程系统的相应非交换属性之间的精确相关性。本文分析了最大纠缠所能达到的精确因果关系,并将结果应用于作用于纠缠分配信道的效应向传送输出态的转移。特别是,它示出了如何在分发给发送者的纠缠系统上执行的测量提供关于传送状态的信息,同时将相应的反作用传送到传送的量子态。
2002-05-15 quant-ph
The extraction of work from quantum coherence
量子力学性质(如相干性)和经典概念(如能量)之间的相互作用是量子热力学前沿的一个微妙话题。传统的卡诺论证限制了热向功的转换;在这里,我们批判性地评估了将相干性转换为功的问题。通过仔细考虑的所有资源中涉及的热力学变换在一个完全的量子力学处理,我们表明,存在热机器提取工作的一致性任意好。这样的机器只需要对状态的单个副本进行操作,并且可以重复使用。另一方面,我们表明,对于任何热机有限的资源,不是所有的一致性的状态可以提取的工作。然而,即使是有界热机也可以在从相干性提取功的过程中无限次地重复使用。
2016-02-22 quant-ph
Work extraction from long-lived quantum coherence of a three-level system
School of Physics, Xi'an Jiaotong University(西安交通大学物理学院);MOE Key Laboratory for Non-equilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter(教育部凝聚态物质非平衡合成与调制重点实验室);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本研究分析三能级系统通过偶极-单极相互作用与热浴耦合时,利用长寿命量子相干性进行功提取的方案,识别持续相干性条件,设计两种能量守恒幺正协议将相干性转化为粒子数不对称性,并提出优化协议在单次循环中提取最大可做功,突显相干性热力学优势。
2026-11-03 quant-ph
Detection efficiency and noise in semi-device independent randomness extraction protocol
本文分析了半器件无关量子信息处理协议中的几个关键问题。在实际的实验实现中,只有当所使用的检测器的效率高于某个阈值时,才有可能在该场景中生成随机性。我们的分析表明,在对称设置中的临界检测效率为0.7071,而在不对称设置中,如果其中一个碱基具有完美的临界检测效率,则另一个可以任意接近0。我们还分析了半设备无关的随机数生成效率的基础上不同的平均猜测概率。为了产生更多的随机性,应该应用适当的平均方法。它的选择取决于某个维度见证的价值。更重要的是,给出了最大平均猜测概率与维数证据之间的一般解析关系。
2015-02-05 quant-ph
Reduction and possible elimination of coating thermal noise using a rigidly controlled cavity with a QND technique
镜面热噪声是高精度测量中的重要问题之一,如引力波探测、冷阻尼实验等。本文指出,多层膜反射镜的热噪声可以通过机械分离膜层来降低。在本文中,我们介绍了一种通过锁定机械分离镜来进一步降低热噪声的方法。这种减少受到控制噪声的标准量子极限的限制,但它可以用量子非破坏技术来克服,这最终提高了完全消除涂层热噪声的可能性。
2008-11-11 quant-ph
Thermal noise for quantum state inference
在这项工作中,我们描述了一个简单而有效的方案,通过增加可变的热噪声的信号的光子数分布的推断。即使方案参数发生随机动态变化,该推理仍然是可行的。
2013-02-15 quant-ph
Modeling and simulation of a quantum thermal noise on the qubit
量子噪声或退相干是影响量子技术性能的主要因素。在量子比特上,一个重要的量子噪声,通常在实践中相关,是热噪声或广义振幅阻尼噪声,描述了在任意温度下与热浴的相互作用。然而,量子比特热噪声不能用几个基本的泡利算子来建模或直接模拟,而是需要特定的算子。我们的主要目标是构建一个电路模型,用于模拟标准基本量子比特算子的热噪声。从一个基于Kraus算子的普通量子操作模型和一个相关的量子位环境模型出发,我们导出了一个合适的Stinesspring膨胀表示的热噪声。这个扩张的幺正模型然后被分解为简单的基本量子比特算子,并转换为基于基本量子门的电路。我们得到了针对热噪声的目标模拟器电路,该电路内置了易于控制的噪声参数。然后在IBM-Q量子处理器上物理实现并测试噪声模拟器。该模拟器是对现有量子处理器量子线路库的有益补充,它为研究必须应对热噪声的量子信号和信息处理提供了一种新的工具。
2022-12-07 quant-ph
Reliability Is Not Free in Universal Quantum Work Extraction
Chongqing University of Posts and Telecommunications(重庆邮电大学)
探讨通用量子功提取中一阶通用性是否延伸到可靠性,证明在相干量子比特时间平移轨道上,与相位无关的保持吉布斯态协议的最坏逐点指数受限,通过建立恒等式和运用不等式证明,明确输入态知识对可靠性不可或缺。
2026-07-21 quant-ph
Effect of thermal noise on atom-field interaction: Glauber-Lachs versus Mixing
含有热噪声的相干信号是辐射的混合态。有两种不同的类这样的状态,一个高斯态获得的Glauber-Lachs混合和非高斯态获得的热态和相干态的正则概率混合。虽然这两个版本都是包含噪声的信号状态,但噪声的影响在Glauber-Lachs版本中不太明显。这两种不同的噪声添加方式的影响被认为是在原子-场相互作用的背景下,特别是,时间演化的粒子数反转和原子-场纠缠进行了研究。量子特性,如粒子数反转和纠缠动力学中的反转-复活,由于热噪声的存在而减弱。结果表明,由于热噪声的存在而丢失的功能恢复的过程中的光子添加。
2012-01-30 quant-ph
Quantum capacity of channel with thermal noise
研究了热噪声信道的量子容量。在假设相干信息在其附近为凸或凹的条件下,得到了极值输入态。当输入能量趋于无穷大时,微扰理论证明了相干信息在相同热态输入的乘积处达到最大。对于低噪声信道,得到了量子容量,它等于单次容量。
2006-03-29 quant-ph
Ergotropy and Work Extraction in Quantum Heat Engines via Quantum Channels
Qdit Labs Pvt. Ltd(Qdit实验室有限公司);National Institute of Technology, Tiruchirapalli(特鲁奇拉帕利国立理工学院)
本文研究了通过广义振幅阻尼通道(GAD)与热环境相互作用的qubit和qutrit工作介质的量子热机,探讨了量子通道如何建模热吸收、耗散和功提取,并推导了正功提取的条件,分析了量子关联、发射概率、人口 redistribution 和系统-环境相互作用对热机性能的影响,展示了多级量子系统在抗退相干和功提取能力方面优于两级系统,进一步揭示了耗散动力学和量子资源在实际量子热机中的作用。
2026-05-20 quant-ph
Thermal noise limitations to force measurements with torsion pendulums: Applications to the measurement of the Casimir force and its thermal correction
本文对扭振系统的热噪声进行了一般性分析。分析了扭转角通过电子反馈保持固定的具体情况。这种分析适用于最近的实验,采用扭摆测量卡西米尔力。本文讨论了卡西米尔力高精度测量距离的极限,特别是阐述了测量热修正的前景。
2004-08-04 quant-ph
Quantum Neural Network Extraction Attack via Split Co-Teaching
针对 QNNaaS 在噪声与成本受限环境下的模型窃取风险,提出 split co-teaching 攻击,通过按噪声敏感性分离查询数据并协同训练替代 QNN,在多任务上提升提取准确率。
2025-01-09 quant-ph
Manipulating the flow of thermal noise in quantum devices
最近,人们对使用复杂量子系统来创建有效的非互易动力学产生了极大的兴趣。有人提出了实现光子和声子的人工磁场的建议;实验进展迅速,使这些建议成为现实。许多工作集中在使用这样的系统来控制信号流,以创建用于光信号的隔离器或定向放大器。在本文中,我们在这项工作的基础上,但在不同的方向移动。我们发展了量子系统中热噪声可控流的理论,并讨论了一种可能的实现。我们从理论上证明了量子级联系统中热噪声的单向流动是可能的。将光机平台视为级联系统,我们可以最终控制热噪声流的方向。通过适当地设计机械谐振器,其充当人工水库,热噪声的流动可以被约束到期望的方向,从而产生热整流器。所提出的量子热噪声整流器可以潜在地用于开发诸如用于纳米电子器件和超导电路的热调制器、热路由器和热放大器之类的器件。
2018-02-07 quant-ph
When to Skip Syndrome Extraction in Surface-GKP Codes
Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院)
针对表面-GKP码,提出一种利用内层GKP校正模拟信息的自适应跳过方案,通过比较重用旧综合征与新提取的可靠性,选择测量类型或跳过,在保持或降低逻辑错误率的同时减少稳定子测量次数。
2026-06-24 quant-ph
Thermal Noise as a Window into the Quantum Vacuum: Spatial Patterns Revealed by Simple Experiments
本文提出利用射频热噪声间接观测量子电动力学预言的电磁真空涨落空间结构,通过同轴电缆和射频功分器等简单设备在导电边界附近测得热噪声抑制,为量子真空行为提供了无需先进光学或低温条件的实验证据。
2025-05-03 quant-ph
Performance Analysis of MDI-QKD in Thermal-Loss and Phase Noise Channels
本研究分析了MDI-QKD在热损耗和相位噪声信道中的性能,推导了贝尔态测量概率、QBER和SKR的解析表达式,揭示了噪声对密钥率的影响,为提升噪声抗性提供理论支持。
2025-07-12 quant-ph
Routing thermal noise flow and ground-state cooling in an optomechanical plaquette
本文提出在四模光机械晶格中通过路由热噪声流并调整环路相位,实现两个非简并机械谐振器的基态冷却,该方法补充了传统相干暗模式控制理论。
2025-06-20 quant-ph
Work extraction processes from noisy quantum batteries: the role of non local resources
本研究揭示了在量子电池功提取中,非局域恢复操作比非局域纠缠态更能有效减轻噪声影响,从而提升功的提取量。
2023-09-05 quant-ph
Markovian Noise Modelling and Parameter Extraction Framework for Quantum Devices
提出一种与硬件无关的马尔可夫噪声建模与参数提取框架,可在基准测试中实时、可靠地同时校准多个量子硬件参数,并在 IBM Quantum 上验证。
2024-02-16 quant-ph
Thermal noise of a plano-convex mirror
本文从理论上研究了平凸衬底上镀膜反射镜的内热噪声。与相同质量的柱面镜相比,对光束的影响可以减少10倍,提高了高精度光学实验(如引力波干涉仪)的灵敏度。
2000-02-23 quant-ph
Dynamics of Work Extraction in Multipartite Atomic Systems: Role of Correlations and Relative Entropy
Quaid-i-Azam University(真纳大学)
本研究通过数值模拟揭示多体原子系统中关联和相对熵对量子ergotropy的影响,发现部分纠缠态提供最大且持久的可提取功,为量子电池设计提供指导。
2026-10-08 quant-ph
Extra phase noise from thermal fluctuations in nonlinear optical crystals
我们从理论和实验上证明了二阶非线性晶体中热声子的散射光是光学参量振荡器中观察到的附加相位噪声的来源。这种额外的相位噪声降低了量子关联,并且迄今为止阻碍了在单个非线性光学系统中直接产生多体纠缠。我们冷却非线性晶体,并观察到额外的噪音减少。我们对这种噪声的处理可以成功地应用于文献中的不同系统。
2009-06-22 quant-ph
Work Extraction from Classically Correlated States in Noisy Quantum Channels with Memory
本研究利用daemonic ergotropy框架,证明带记忆的局部非幺正噪声(如振幅阻尼信道)能诱导量子关联并显著放大可提取功,将非幺正噪声转化为量子协议中的热力学资源。
2025-06-01 quant-ph
Quantum work extraction efficiency for noisy quantum batteries: the role of coherence
本文建立了量子功容量与最大渐近功/能量比的直接联系,分析了自放电、热化和退相干等噪声模型,发现输入量子相干性可显著提升含噪量子电池的存储性能。
2025-01-30 quant-ph
Theoretical comparison of quantum and thermal noise squeezing in silicon and graphene nanoresonators
基于实验结构参数,从理论上比较了硅和石墨烯纳米谐振器的量子噪声压缩差异。讨论了硅和石墨烯达到压缩态的条件。根据我们的理论分析,石墨烯纳米谐振器可以获得比硅小得多的压缩因子,利用其薄的厚度。在T = 5 K,抽运电压为5 V时,典型单层石墨烯纳米谐振器的量子噪声和热噪声(布朗运动)均降低了12.58 dB.
2011-01-28 quant-ph
Work Statistics via Real-Time Effective Field Theory: Application to Work Extraction from Thermal Bath with Qubit Coupling
National Taiwan Normal University(台湾师范大学)
研究通过实时有效场论分析热浴与量子比特耦合时的工作提取,推导工作统计并探讨其在量子热机或制冷机中的应用。
2026-04-27 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Thermodynamics of local baths in the context of work extraction
我们考虑局部热态(两个量子比特),它们之间存在一定量的量子纠缠。与以前的协议不同,我们展示了如何通过允许这两个量子位与不同温度的热浴相互作用,从而逐渐消除它们之间的纠缠,直到它们达到直接的产物状态,从而通过对这种状态进行局部幺正操作来提取工作。此外,我们证明,进一步的工作可以从这个直接的产品状态提取通过执行全球幺正操作,从而建立工作可以从一个系统组成的本地热子系统,即使在删除它们之间的量子相关,如果子系统在不同的温度下热化。我们还表明,即使我们考虑两个量子比特之间没有纠缠的初始状态,我们也可以使用我们的方法在本地提取功。
2017-08-31 cond-mat.stat-mech quant-ph
Noise-adaptive hybrid quantum convolutional neural networks based on depth-stratified feature extraction
Yonsei University(延世大学);data cybernetics ssc GmbH(数据控制论ssc有限公司)
本文提出了一种噪声自适应的混合QCNN,通过深度分层的中间测量与经典后处理相结合,提高分类性能并缓解扩展限制。
2026-02-25 cs.ET quant-ph
Entropy production and thermodynamic power of the squeezed thermal reservoir
分析了压缩热库的熵产生和最大可提取功。水库的非平衡量子性质诱导的熵转移与相干的贡献,同时修改其热的一部分,允许从一个单一的水库提取工作,以及量子热机的功率和效率的巨大改善。引入一个修改后的量子奥托循环,我们的方法充分表征禁止在标准情况下,如制冷和工作提取在同一时间,伴随着效率等于单位的操作制度。
2016-05-10 cond-mat.stat-mech quant-ph
Work fluctuations due to partial thermalizations in two-level systems
我们研究工作提取过程介导的有限时间相互作用与周围浴- \emph{partial thermalizations} -连续时间马尔可夫过程的两个级别的系统。这种随机过程导致可以提取的功的量的波动,并且其特征在于除了利用浴的热化速率之外还驱动系统参数的速率。我们分析的情况下,能隙的二能级系统的工作是在一个恒定的速度驱动的分布。我们推导出平均功的解析表达式和功方差的下界,表明这种过程一般不可能是无涨落的。我们还观察到,上界的Monte Carlo估计的方差的工作,可以得到使用Jarzynski的波动耗散关系系统最初在平衡。最后,我们分析工作提取周期通过修改卡诺循环,将涉及部分热化的过程,并在最大功率下获得效率,这样的有限时间的工作提取周期在不同的约束条件。
2021-01-05 cond-mat.stat-mech quant-ph
Reliability of asymptotic work extraction
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Pioneering Research Institute (PRI)(理化学研究所先导研究本部);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心);National University of Singapore(新加坡国立大学)
研究量子热力学中两种自由操作(能量守恒热操作与吉布斯保持操作)在功提取渐近性能上的差异,发现吉布斯保持操作在抑制提取误差的可靠性上严格优于热操作,并由Petz和夹层Rényi相对熵分别刻画。
2026-06-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
CopyQNN: Quantum Neural Network Extraction Attack under Varying Quantum Noise
Indiana University Bloomington(印第安纳大学伯明顿分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室)
针对含噪中等规模量子计算机中量子噪声影响QNN提取攻击的问题,提出CopyQNN框架,通过三步数据清洗及量子域对比与迁移学习,显著提升攻击性能并大幅减少查询次数。
2025-04-01 cs.CR cs.LG quant-ph
Suppression of extraneous thermal noise in cavity optomechanics
在腔光机系统中,外来热运动可以限制位移灵敏度和辐射压力效应,如光学冷却。在这里,我们提出了一个有源噪声抑制方案及其实验实现。主要的挑战是选择性地感测和抑制外来的热噪声,而不影响振荡器的运动。我们的解决方案是监测两种模式的光学腔,每种模式对振荡器的运动具有不同的灵敏度,但对外来的热运动具有相似的灵敏度。该信息用于将"抗噪声"标记到入射激光场的频率上。在我们的系统中,基于耦合到Fabry-Pérot腔的纳米机械膜,模拟和实验表明,可以选择性地抑制外来的热噪声,并且可以减少对光学冷却的相关限制。
2011-12-14 physics.optics quant-ph
Characterizing symmetry-protected thermal equilibrium by work extraction
本研究证明在连通紧李群对称性约束下,量子态完全被动当且仅当为广义吉布斯系综,扩展了热平衡概念,为量子热机与电池设计及对称性热力学资源理论奠定基础。
2021-03-11 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermal noise cancellation for optomechanically induced nonreciprocity in a whispering-gallery-mode microresonator
针对单光子/少光子水平光力学非互易效应中的热噪声抑制难题,本文提出在回音壁模式(WGM)微谐振器中通过量子干涉消除热噪声的方案,实现非互易传输与放大,无需预冷机械模式至基态。
2024-11-28 physics.optics quant-ph
Unification of thermal and quantum noise in gravitational-wave detectors
针对引力波探测器的噪声限制问题,研究用量子涨落耗散定理统一了热噪声、量子噪声等四类基本噪声,明确了后两类噪声可忽略的条件,深化了对探测器噪声机制的认知。
2023-01-01 astro-ph.IM gr-qc quant-ph