Fault-tolerant bosonic quantum error correction with the surface-GKP code
玻色子量子纠错是在连续变量玻色子系统中实现纠错量子信息处理的一种可行选择。各种单模玻色量子纠错码，如猫，二项式，和GKP码已在电路QED和捕获离子系统的实验实现。此外，已经有许多理论上的建议，以扩大这种单模玻色子码，实现大规模容错量子计算。在这里，我们考虑的级联的单模式GKP码与表面码，即，表面GKP码。特别是，我们彻底调查的表面GKP代码的性能，通过假设现实的GKP状态与有限的压缩和噪声电路元件，由于光子损失。通过在三维时空图上使用最小权完美匹配译码算法，我们证明了在GKP态是唯一噪声元素的情况下，如果GKP态的压缩大于11.2dB，那么表面GKP码的容错量子纠错是可能的.当GKP态和电路元件都是强噪声时，压缩阈值变为18：6dB。在此阈值下，每个电路组件失效的概率为0.69%。最后，如果GKP状态是无噪声的，则如果每个电路元件以小于0.81%的概率失效，则利用表面GKP码的容错量子纠错是可能的。我们强调，我们的解码方案使用的额外信息，从GKP稳定器测量，我们提供了一个简单的方法来计算重正化的边权重的匹配图。此外，我们的噪声模型是通用的，因为它包括完整的电路级噪声。
2020-01-13 quant-ph
Quantum Statistical Enhancement of the Collective Performance of Multiple Bosonic Engines
我们考虑一个不可区分的量子机器的合奏，并表明量子统计效应可以引起一个真正的量子增强集体热力学性能。当多个不可区分的玻色子功资源耦合到外部系统时，外部系统的内能变化表现出由系综中的排列对称性引起的增强，这在后者由可区分的功资源组成时是不存在的。
2020-05-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantifying two-mode entanglement of bosonic Gaussian states from their full counting statistics
本研究基于多模计数统计分析双模玻色高斯态的纠缠，证明两体和四体粒子数关联可完全表征热分布双模玻色高斯态的纠缠，还推导了仅基于两体关联的纠缠见证，为近期实验中探测纠缠提供了可行路径。
2025-07-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
Fidelity of the surface code in the presence of a bosonic bath
我们研究的弹性的表面码的退相干所造成的玻色子浴的存在。这种方法使我们能够超越标准的随机误差模型通常用于量化在这个系统中的退相干和错误阈值概率。在一个量子纠错周期内精确计算了整个量子力学系统浴动力学。由于所有物理量子位都与浴相互作用，因此考虑了误差之间的时空相关性。我们计算了表面码的保真度作为量子纠错时间的函数。计算使我们能够将问题映射到一个具有两体相互作用的Ising类统计自旋模型上，该模型具有与逆浴耦合常数相关的虚拟温度。该模型从通常的伊辛模型的意义上说，相互作用可以是长程的，可以涉及复杂的交换耦合，此外，允许的配置的数量是有限的综合征提取。利用解析估计和数值计算，我们证明了在无限多个物理量子比特的极限下，自旋模型维持一个相变，这可能与表面码中存在一个错误阈值有关.对于最近邻相互作用的情况，给出了过渡点的估计。
2013-07-31 quant-ph
Sub-Poissonian light in fluctuating thermal-loss bosonic channels
研究单模亚泊松光在波动透射率的温度损耗玻色子信道中的光子统计特性，证明平均透射率超临界值时保持亚泊松，解析计算临界透射率并应用于单模压缩态和奇光学薛定谔猫态的特殊情况。
2025-02-13 quant-ph
Hidden collision statistics in bosonic heat transport: Superthermal correlations at fixed mean current
Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院斯捷克洛夫数学研究所）
本研究揭示玻色子热输运中，平均热流相同但碰撞统计不同的储层可产生超热关联，并推导了精确聚束定律及热累积量渐近速率。
2026-09-22 quant-ph
Photon counting statistics in Gaussian bosonic networks
本文利用量子相空间方法，发展了由受驱腔、beamsplitter相互作用和two-mode-squeezing组成的Gaussian bosonic networks的光子计数统计理论，通过求解Riccati方程获得光子统计与含时关联，为系统研究此类网络铺平道路。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
A measure of tripartite entanglement in bosonic and fermionic systems
我们描述了一个有效的理论标准，适合于任何混合的三玻色子或费米子状态的三方纠缠的评价，基于粒子纠缠的概念，为二分系统的相同的粒子。我们的方法可以量化系统中的量子关联的可访问量，而不会违反任何局部粒子数超选择规则。三重负性的推广在这里适用于一些相关的系统，包括连续时间的量子行走的全同粒子（玻色子和费米子），并与其他标准最近提出的文献。我们的研究结果表明纠缠动力学依赖于量子统计：玻色子聚束导致少量的量子关联，而费米-狄拉克统计允许更高的纠缠值。
2011-05-20 quant-ph
Non-Abelian Statistics for Bosonic Symmetry-Protected Topological Phases
International Center for Quantum Materials and School of Physics, Peking University（北京大学量子材料科学中心及物理学院）；International Quantum Academy, Shenzhen（深圳国际量子研究院）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文提出了一种非阿贝尔统计在玻色子对称保护拓扑相中的新范式，揭示了两种不同类型的编织统计，并展示了其在拓扑量子计算中的应用。
2026-01-22 cond-mat.str-el quant-ph
Applicability of the absence of equilibrium in quantum system fully coupled to several fermionic and bosonic heat baths
研究了与多个费米子和玻色热浴线性全耦合的费米子和玻色振子的占据数随时间的演化。大量分析了不同统计量的热库特性对非平稳布居概率的影响。在这种系统中，用于创建一个动态（非平稳）的内存存储的平衡的情况下的应用进行了讨论。
2021-02-11 quant-ph
Oscillator-to-oscillator codes do not have a threshold
已知仅使用高斯状态和操作不能保护连续变量量子信息免受自然发生的噪声的影响。Noh等人（PRL 125：080503，2020）提出了依赖于非高斯资源状态的玻色子振荡器到振荡器代码作为替代方案，并表明这些编码可以导致逻辑水平上的有效错误强度的降低，如通过经典位移噪声信道的方差所测量的。振荡器到振荡器码通过高斯N模幺正态和N-K个辅助单模Gottesman-Kitaev-Pressure-state将K个逻辑玻色子模（在任意状态下）嵌入到N个物理模中。在这里，我们要问-类似于量子比特纠错码-是否存在具有以下阈值性质的振荡器到振荡器码族：它们允许将方差低于某个阈值的物理位移噪声转换为方差上限为任何（任意）常数的逻辑噪声。我们发现，这是不是这样的情况下，如果编码酉涉及一个常数量的压缩和极大似然错误解码使用。我们给出了逻辑错误概率的一般下界，它只是压缩量的函数，与模的数目无关。因此，任何物理上可实现的与极大似然错误解码相结合的振荡器到振荡器码族都不允许阈值。
2022-01-20 quant-ph
Stochastic resonance in Gaussian quantum channels
我们确定的条件存在的随机共振在一个有损玻色子信道的非线性，阈值解码。当且仅当检测阈值在“禁止区间”之外时，发生随机共振效应。我们表明，它发生在不同的设置：当传输经典的消息通过一个有损玻色子信道，当传输在一个纠缠辅助有损玻色子信道，当歧视不同的损失参数的信道。此外，我们考虑一个设置中，随机共振发生在一个有损玻色子信道与特定的编码和解码的量子比特的传输。在所有情况下，我们假设高斯噪声的信号，并表明，它并不重要，发送者和接收者之间，引入这样的噪声。值得注意的是，当考虑私人通信的设置时，得到了不同的结果。在这种情况下，发送者和接收者之间的对称性被打破，并且“禁止间隔”可能消失，导致对于任何检测阈值的值的随机共振效应的发生。
2012-12-01 nlin.CD quant-ph
Nonlinear bosonic Maxwell's demon
麦克斯韦的恶魔原理通过测量系统中的波动来提取有价值的资源，这已经激发了现代量子物理学。与经典物理相反，与探针的自由耦合及其自由测量从根本上塑造了系统状态。这成为麦克斯韦恶魔效应的一个新维度，因为除了获得的信息之外，系统上的反作用可以被利用，并且对于进一步的应用至关重要。我们研究量子玻色子麦克斯韦妖耦合到一个两能级系统来解决这个问题直截了当。能量守恒的Jaynes-Cummings相互作用对能量量子的确定性多次消减导致了一个非平衡态。虽然仍然是超泊松，但它可以比任何热态更好地共振激发另一个二能级系统。为了进一步减少超泊松统计接近泊松的麦克斯韦恶魔操作，并增加激发速率，我们建议随后使用仍然积极保守的多声子减法进行一个可用的非线性Jaynes-Cummings相互作用。两个确定性减法的最佳组合导致接近泊松分布的统计，否则产生的散粒噪声有限的来源作为一个理想的激光器，需要极端的玻色子非线性饱和。
2023-03-02 quant-ph
Joint GKP Encoding for GHZ States Transmission over Bosonic Quantum MIMO Channels
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（卢森堡大学安全、可靠性和信任跨学科中心）；École Nationale Supérieure d’Informatique (ESI)（国立高等信息学院）；Research Institute for Digital Future, Khalifa University of Science and Technology（阿提哈德数字未来研究所）
本研究针对玻色子量子MIMO信道上的GHZ态传输，提出联合GKP编码方案，通过优化复数Givens格和联合解码，相比乘积处理显著提升态保持性能，并揭示奇异帧几何是关键资源。
2026-10-06 quant-ph
Quantum Information, Thermofield Dynamics and Thermalized Bosonic Oscillator
我们通过热场动力学方法证明了热化量子逻辑门对热化态的作用等价于非热化量子逻辑门的应用所产生的态的热化。特别是，我们研究了温度对与能够实现CNOT量子逻辑门的系统相关联的混合状态的影响。根据文献中的提议，实现这种逻辑门的方式是通过使用量子比特状态的表示作为玻色子系统的Fock空间的元素。我们考虑了这样一个建议，并使用热场动力学来确定热化量子比特态。温度作为纯态的量子噪声，使它们成为统计混合物。在这种情况下，我们分析的保真度作为温度的函数，并使用曼德尔参数，我们确定的温度范围内的系统的统计成为subpoissonian，泊松和superpoissonian。最后，我们计算了维格纳函数，允许分析相空间中的热状态，并且我们得到温度的升高会降低系统的非经典性质。确定了具有亚泊松统计和高保真度的温度范围。
2013-09-17 quant-ph
Below-threshold error reduction in single photons through photon distillation
MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学纳米技术研究所）；NASA Ames Research Center（美国宇航局艾姆斯研究中心）；QuiX Quantum B.V.（QuiX量子有限公司）；USRA Research Institute for Advanced Computer Science（美国大学空间研究协会先进计算机科学研究院）；Dahlem Center for Complex Quantum Systems, Freie Universitat Berlin（柏林自由大学达勒姆复杂量子系统中心）；Fraunhofer Heinrich Hertz Institute（弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所）
本研究通过光子提纯技术实现单光子误差降低，提供了一种更高效且兼容容错操作的误差缓解方法。
2026-01-09 physics.optics quant-ph
Signatures of Quantum Chaos and fermionization in the incoherent transport of bosonic carriers in the Bose-Hubbard chain
该研究分析接电池Bose-Hubbard链中玻色粒子稳态电流，通过密度矩阵能级间距统计揭示相互作用诱导的量子混沌与费米化，并解释电流随粒子数的反直觉变化。
2023-07-14 quant-ph
Universal entropic occupation statistics in disordered bosonic resonators
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
该研究分析可编程微腔中巨正则光子气体的玻色态计数，得出无序玻色谐振器的通用熵占据统计规律，关联光子热力学与度量数论，并提出相关实验测试方案。
2026-08-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech math-ph
Bosonic quantum error-correcting codes with finite stellar rank
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；The University of Sydney（悉尼大学）；École Normale Supérieure, PSL University（巴黎高等师范学院，PSL大学）；Università degli Studi di Milano（米兰大学）
研究在有限非高斯资源下玻色子量子纠错码，用恒星秩作资源度量。对固定码族研究其权衡，超越固定码字直接优化编码，揭示不同噪声下码结构及资源阈值，确定恒星秩对玻色子QEC的操作意义。
2026-07-08 quant-ph
Fault-Tolerant Operation of Bosonic Qubits with Discrete-Variable Ancillae
本文提出一种基于广义路径无关量子控制的混合容错框架，仅用色散耦合和分束器耦合即可为四腿猫态量子比特构造通用纠错器件，并通过级联外部编码展示了利用现有硬件实现容错量子计算的可行性。
2023-10-31 quant-ph
Two identical 1D anyons with zero-range interactions: Exchange statistics, scattering theory, and anyon-anyon mapping
本文为具有零程接触相互作用的两个相同一维玻色任意子和费米任意子发展了散射框架，通过显式计算证实两者的动量分布与非对角关联截然不同，并验证了任意子-任意子映射及相关动量分布尾部渐近系数。
2025-05-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Single-Period Floquet Control of Bosonic Codes with Quantum Lattice Gates
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）；Tianjin University（天津大学）
提出一种单周期Floquet方法直接合成任意酉变换，避免传统绝热斜坡，实现玻色子码的快速制备和逻辑门操作，利用量子晶格门高效执行连续变量量子计算。
2026-06-25 quant-ph
A many-particle bosonic quantum Maxwell demon
本文在两束全同热光束构成的多粒子光子系统中实验实现量子麦克斯韦妖，利用单光子测量与前馈提升能量提取稳定性，并证明玻色统计可突破经典能量输出极限。
2024-12-04 physics.optics quant-ph
Fast simulation of bosonic qubits via Gaussian functions in phase space
玻色子量子比特是在各种物理平台上构建容错量子计算机的一条有前途的途径。用现有的分析和数值工具来研究玻色子量子比特在现实的门和测量下的性能是具有挑战性的。我们提出了一种新的形式主义模拟类的状态，可以表示为高斯函数在相空间中的线性组合。这种形式主义使我们能够分析和模拟广泛的一类非高斯状态，变换和测量。我们演示了如何使用这种形式主义来模拟有用的玻色子量子比特类-Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP），猫和Fock状态，打开大门，调查高斯信道和测量下的玻色子量子比特的行为，非高斯变换，如通过门隐形传态实现的，以及重要的非高斯测量，如阈值和光子数检测。我们的形式主义，使模拟这些情况的准确性水平，是不可行的与现有的方法。最后，我们使用的方法通知我们的形式主义模拟电路的研究容错量子计算玻色子量子比特，但超出了现有技术的范围。具体来说，我们研究了有限能量GKP状态如何在现实的量子比特相位门下变换;与CV簇状态的接口;以及在非Clifford T门隐形传态下使用魔法状态的变换。我们实现我们的模拟方法作为开源Strawberry Fields Python库的一部分。
2021-03-09 quant-ph
Vacuum entanglement governs the bosonic character of magnons
众所周知，磁振子，磁性材料中的元激发，当它们的密度低时表现为玻色子。我们研究如何玻色子字符的磁振子是由一个多体纠缠的真空态上的磁振子被激发的量。我们表明，如果多体纠缠是强的，磁振子停止玻色子。我们还考虑了一些例子，如海森堡铁磁体的基态和横向伊辛模型，磁振子的凝聚，单向量子计算机，和Kitaev的环面代码。我们的结果提供了深入了解这些模型中的基本激发的量子统计，以及为什么非局部变换，如乔丹-维格纳变换，是必要的一些多体系统的原因。
2010-06-23 quant-ph
quantum interference in bosonic and fermionic matter-wave amplification
我们研究了两种类型的物质波混合实验中的量子干涉效应：一种是初始物质波在独立的Fock态中制备（I型），另一种是每个粒子在同一相干叠加态中制备（II型）。在第一类实验中，玻色子的对称波函数导致相长量子干涉并表现出终态激励，而费米子的反对称波函数导致相消量子干涉并抑制了物质波混合。在第二类实验中，相干叠加态导致了玻色子和费米子的相长量子干涉和增强的物质波混合，而与它们的量子统计无关。
2002-10-25 quant-ph
Can effective descriptions of bosonic systems be considered complete?
该研究证明玻色子系统的有效描述（如截断态空间和多项式哈密顿量）能够捕捉其相关物理，通过两项技术贡献：任何物理玻色子幺正演化可被有限维演化强逼近，且任何有限维演化可由正则算符多项式哈密顿量精确生成，为量子模拟和计算提供通用方法。
2025-01-23 quant-ph
Optimal quantum sensing of the nonlinear bosonic interactions using Fock states
本文提出利用Fock态作为探针，实现三线性玻色子相互作用的最优量子传感，使估计误差随总量子数按N^{-1/3}缩放，为离子阱和超导电路中的非线性量子技术提供新途径。
2024-04-27 quant-ph
Turning Bosons into Fermions: Exclusion Statistics, Fractional Statistics and the Simple Harmonic Oscillator
受Halfman不相容统计的启发，我们利用玻色子代数构造了$g$ -子的产生和湮灭算符。我们发现，$g$ -ons的出现是由于一个离散对称性的原始玻色子系统的破缺。这种对称性是密切相关的辫子群，我们证明了排斥统计和分数统计之间的联系。
1995-10-10 cond-mat hep-th math.QA
Particle-Number Threshold for Non-Abelian Geometric Phases
本文提出粒子数阈值（PNT）来刻画系统产生非阿贝尔几何相所需的最少粒子数，并在玻色系统中验证其对完整量子计算资源评估的意义。
2023-06-23 quant-ph
Bosonic statistics enhance Maxwell's demon in photonic experiment
MESA+ Institute for Nanotechnology, University of Twente（特温特大学 MESA+ 纳米技术研究所）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST and University of Maryland（美国国家标准与技术研究院与马里兰大学量子信息与计算机科学联合中心）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Department of Physics and Astronomy, University of Rochester（罗切斯特大学物理与天文学系）；Institute for Physical Science and Technology, University of Maryland（马里兰大学物理科学与技术研究所）
该研究通过实验验证了玻色统计在增强麦克斯韦妖性能中的作用，展示了光子统计对热力学与信息理论的相互影响。
2026-02-11 physics.optics quant-ph
Parafermionic zero modes in ultracold bosonic systems
具有仿费米统计的奇异拓扑保护零模（也称为分数马约拉纳模）已被提出出现在由分数量子霍尔系统和超导体制造的器件中。这些模式的分数统计使它们超越了最简单的非阿贝尔任意子，马约拉纳费米子。基于玻色超冷原子分数量子霍尔态实现的最新进展，我们提出了在玻色-爱因斯坦凝聚体沟槽中实现玻色分数量子霍尔态中的仿费米子.我们表明，parafermionic零模式出现在端点的战壕，并引起拓扑保护简并。我们还讨论了制备和检测这些模式的方法。
2015-04-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Thresholds for post-selected quantum error correction from statistical mechanics
本文利用统计力学模型解析量化后选择量子纠错的性能与阈值，提出无需解码器的启发式后选择方法，推导表面码的条件逻辑阈值和中止阈值，并揭示其四个热力学相对可扩展量子计算的影响。
2025-09-18 quant-ph
Quantum statistical enhancement of collective behaviour in a bosonic active Ising model
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
研究一维玻色子活性Ising模型，发现玻色子量子统计显著增强群聚和星形形成等集体行为，并与硬核玻色子模型对比，同时探讨横向磁场对量子统计稳定化的竞争效应。
2026-07-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.soft quant-ph
Effect of Quantum Statistics on Computational Power of Atomic Quantum Annealers
量子粒子统计从根本上控制粒子相互作用的方式，并在确定系统在低温下的性质方面起着至关重要的作用。在这里，我们研究量子统计如何影响量子退火的计算能力。我们提出了一个退火哈密顿描述量子粒子在正方形晶格上移动，并比较两个不同的组件：无自旋费米子和硬核玻色子之间的原子量子退火的计算性能。此外，我们以传统横向场量子涨落驱动的伊辛量子退火机为基线。我们的量子退火机解决组合优化问题的潜力证明随机3-正则图划分。我们发现，玻色子量子退火优于费米的情况下。玻色量子退火器的优越性能归因于更大的激发能隙和随之而来的更平滑的瞬时量子基态的绝热变换。沿着我们的退火时间表，玻色子量子退火器受玻璃阶数的影响较小，并且更有效地探索希尔伯特空间。我们的理论研究结果对利用光晶格中的里德伯原子构造原子量子退火器具有指导意义。
2022-09-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Quantum work statistics and coherence effects in quenched bosonic Josephson junctions
Istituto Nazionale di Ottica del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-INO)（意大利国家光学研究所）；European Laboratory for Non-linear Spectroscopy, Università di Firenze（佛罗伦萨大学欧洲非线性光谱学实验室）；Department of Physics and Astronomy, University of Florence（佛罗伦萨大学物理与天文学系）
研究玻色约瑟夫森结突然淬火后的非平衡功统计，通过Holstein-Primakoff近似解析刻画弱相互作用区域，发现功统计服从负二项分布，并利用Kirkwood-Dirac准概率揭示初始叠加态中的量子相干效应，优化可提取功。
2026-06-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Correlation effects and collective excitations in bosonic bilayers: role of quantum statistics, superfluidity and dimerization transition
本文研究了一个两组分二维偶极玻色体系。通过量子蒙特卡罗模拟，在很宽的层间距范围内，我们详细分析了对关联函数，静态响应函数，动能和相互作用能。通过减少层间距，我们观察到从弱到强结合二聚体状态的过渡。过渡是伴随着发病的短程相关性，抑制超流响应，和rotonization的激发光谱。用随机重构法和矩量法研究了二聚化过程中{ \em同相}（对称）和{ \em异相}（反对称）集体模的色散规律和动力学结构因子.反对称模谱的影响最强烈的抑制层超流性（指定的超流分数$γ_s=ρ_s/ρ$）。在一个纯粹的超流/正常的阶段，只有声/光（间隙）模式恢复。在部分超流相中，两者同时存在，并且分散体分裂成对应于正常和超流组分的两个分支。声学模式的频谱权重与$γ_s$成线性比例。当$γ_s$由于二聚体状态的形成而减少时，该权重转移到光学分支。总之，我们展示了如何在偶极双层的层间二聚可以唯一地确定静态和动态性能。
2016-04-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Leveraging quantum statistics to enhance heat engines
本文提出混合量子热机，通过循环中切换玻色子与费米子统计的冲程，显著提升效率和功输出，并在简并区域达到卡诺效率，还可扩展至制冷机等热操作。
2025-03-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum correlations through event horizons: Fermionic versus bosonic entanglement
我们揭示的行为之间的所有不同的时空区域的事件视界的量子和经典的相关性，比较费米子与玻色子领域。我们展示了纠缠和经典相关性守恒定律的出现，指出统计在跨视界的信息交换（更具体地说，纠缠权衡）中发挥的关键作用。本文的结果将为研究非惯性系和视界中的信息行为问题提供新的思路，从而更好地理解黑洞的信息悖论.
2010-03-23 gr-qc quant-ph
Scalable Fermionic Error Correction in Majorana Surface Codes
研究了由相互作用的Majorana费米子构造的拓扑量子码--Majorana表面码（MSC）的纠错特性，这种码可用于存储量子信息和进行量子计算.这些量子存储器遭受纯粹的“费米子”错误，如准粒子中毒（QP），在传统的玻色子量子位平台中没有类似的错误。在QP占主导地位的物理实现中，我们表明，错误可以得到纠正，中毒率低于阈值$\sim11\%$。当QP被高度抑制并且费米子双线性（“玻色子”）误差变得占主导地位时，我们发现误差阈值为$\sim16\%$，这比基于自旋的拓扑存储器（如表面码或颜色码）的阈值高得多。此外，我们推导出新的格点规范理论来解释测量误差。这些结果，连同MSC的物理实现中由超导能隙提供的固有误差抑制，使得这成为鲁棒拓扑量子存储器的强有力的候选者。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Statistics of fractionalized excitations through threshold spectroscopy
我们发现，任意子的统计分数激发显示特征签名阈值光谱测量。从拓扑有序相，如带隙量子自旋液体和分数chern绝缘体具有分数激发的动机，我们考虑带隙系统的阿贝尔任意子激发。相关关联函数在阈值附近的低能量起始表现出依赖于任意子统计的普遍行为。这解释了自旋系统中最近的一些理论结果，也提供了一条在实验中检测统计数据的途径，如中子散射和隧道光谱学。
2016-08-19 cond-mat.str-el quant-ph
Full counting statistics of information content
本文综述了粒子数全计数统计的累积母函数与Rényi纠缠熵之间的关系。我们计算这些数量的基础上的费米子和玻色子路径积分定义在多个Keldysh轮廓。将Rényi熵与信息母函数联系起来，得到了自信息在非平衡稳态下的概率分布函数.利用该分布，我们分析了单个玻色子通过窄带量子通信信道所携带的信息量。自信息含量与玻色子数量的比值是波动的。当玻色子占有数较小时，该比值的平均值和涨落都有所增强。
2018-04-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Kinetic magnetism and stripe order in the antiferromagnetic bosonic ${t-J}$ model
本研究探索反铁磁玻色子$t-J$模型的强耦合极限，通过大规模DMRG计算绘制二维方晶格有限掺杂相图，揭示粒子统计特性在条纹形成和动力学铁磁性中的作用，为量子模拟实验提供理论基础。
2024-12-03 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Information geometry for Fermi-Dirac and Bose-Einstein quantum statistics
信息几何是概率论的一个新兴分支，它将黎曼微分几何结构分配给概率分布空间。本文从费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦量子统计出发，对气体的信息几何进行了研究。对于每一种量子气体，我们研究了与巨正则系综相关的弯曲统计流形的信息几何。Fisher-Rao信息度规和标量曲率计算的费米子和玻色子模型的非相互作用粒子。特别地，通过在我们的信息几何分析中考虑理想玻色气体的基态，我们发现凝聚区标量曲率的奇异行为消失了。这是一个反例，以长期持有的猜想，曲率总是发散的相变。
2021-03-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Exclusion Statistics as a Thermodynamic Resource in Quantum Heat Engines
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育研究所加尔各答分校）
本文发现量子热机的最大功率受限于载流子统计，玻色子工作介质比费米子具有更高的通用极限，并通过Haldane分数排斥统计实现连续调控，揭示排斥统计是一种可独立调谐的热力学资源。
2026-06-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Statistics dependence of the entanglement entropy
量子多体系统的特殊区域的纠缠熵反映了其纯基态的纠缠。在这项工作中，我们建立这种纠缠临界准自由费米和玻色子晶格系统的标度律，而不诉诸数值手段。我们考虑D维半空间的几何设置，这使我们能够利用连接到一维的情况。有趣的是，我们发现了标度特性的差异，这取决于系统是否是玻色子-面积定律首次被证明成立-或费米，扩展了以前的立方区域的发现。对于具有近邻相互作用的玻色子系统，我们通过解析地计算对数负性证明了约束面积律。我们确定了一个长度尺度与纠缠，不同的相关长度。对于费米子，我们确定对数修正面积定律，这取决于费米表面的拓扑结构。我们发现Lifshitz量子相变伴随着首阶项的前因子的非解析性。
2007-07-04 cond-mat.other hep-th quant-ph
Relativistic (2,3)-threshold quantum secret sharing
在量子秘密共享协议中，通常假设量子份额的分配和参与者的协作都是惯性进行的。在这里，我们开发了一个量子秘密共享协议，放松这些假设，其中我们考虑的影响，由于加速运动的股份。具体而言，我们解决了（2，3）-阈值连续变量量子秘密共享在非惯性系。为此，我们将相对论运动对腔体内量子场的影响表述为玻色子量子高斯信道。我们研究了量子秘密共享的保真度如何受到量子份额非均匀运动的影响。此外，我们充分描述了正则形式的高斯信道，可用于量子信息处理协议，包括相对论效应。
2017-08-18 gr-qc quant-ph
Strong converse for the quantum capacity of the pure-loss bosonic channel
Cornell University（康奈尔大学）
本文证明了纯损耗玻色子信道在无约束量子容量下的强逆定理，通过结合量子检验不等式和平衡信道方差界，确保高于容量时保真度随信道使用次数倒数衰减。
2026-09-16 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum Heat Engines with Singular Interactions
通过利用量子现象，量子器件有可能超越经典器件。先前的工作已经表明，玻色子工作介质可以产生比费米子介质更好的性能。我们扩大这项工作，将一个奇异的相互作用，使有效的对称性之间的玻色子和费米子限制进行调整。在这个框架中，粒子可以被看作是任意子，服从Halfman的广义不相容统计。解决动力学分析使用的框架“统计任意子”，我们探讨粒子间的相互作用和波函数对称性对发动机性能之间的相互作用。
2021-06-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
The bosonic birthday paradox
我们激发和证明了一个版本的生日悖论的$k$相同的玻色子在$n$可能的模式。如果玻色子处于均匀混合态，也称为最大混合量子态，那么我们需要$k \sim \sqrt{n}$玻色子来期待两个处于相同状态的玻色子，这比可区分物体（玻尔兹曼粒子）的情况小$\sqrt{2}$倍。虽然核心结果是基本的，我们推广的假设，并加强在几个方面的结论。一个附带的结果是，具有随机选择的多项分布的玻尔兹曼与玻色子具有相同的生日统计。这最后一个结果是有趣的量子证明的经典概率定理，我们也给一个经典的证明。
2011-06-04 math.PR quant-ph
Gravitational anomaly of 3+1 dimensional Z_2 toric code with fermionic charges and fermionic loop self-statistics
在$3+1$维中，准粒子激发可以是玻色子，也可以是费米子。在这项工作中，我们介绍了$3+1$维拓扑相位的费米环激发的概念。具体来说，我们构建了一个新的多体晶格不变量的间隙哈密顿，循环自统计，区分两个玻色子拓扑秩序，都表面上类似于$3+1$ d ${\mathbb{Z}}_2$规范理论耦合到费米子带电物质。第一种是普通的费米子复曲面码，它含有费米子荷和玻色子${\mathbb{Z}}_2$规范磁通环（FcBl）。第二个有费米子电荷和费米子环（FcFl），并且，正如我们所认为的，只能存在于一个非平凡的4+1d可逆玻色子相的边界上，没有任何对称性，也就是说，它具有引力异常。我们证实了这些说法，通过构建一个明确的精确可解$4+1$ d沃克-王模型和计算在费米${\mathbb{Z}}_2$规范理论托管在其边界的循环自统计。我们还表明，FcFl相位具有相同的引力异常的全费米子量子电动力学。我们的结果与Johnson-Freyd最近对非简并编织融合2-范畴的分类一致，并与配边预测的非平凡${\mathbb{Z}}_2$分类的$4+1$ d可逆相位与作用$S=\frac{1}{2} \int w_2 w_3$一致.
2022-11-01 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Thermal photon statistics in laser light above threshold
我们表明，在激光阈值的光子数波动的减少，经常被引用为一个基本的激光性能不会发生在典型的半导体激光器，如那些通常用于现代技术应用的今天。实际上，这样的激光器仍然可以表现出远高于阈值的热强度波动。因此，我们得出结论，亚热强度波动不能被视为激光的必要属性。相反，应该区分热激光机制和亚热激光机制。
1999-03-04 adap-org cond-mat nlin.AO
Toward Undetectable Quantum Key Distribution over Bosonic Channels
我们表明，隐蔽的秘密密钥扩展是可能的，使用一个公共认证的经典信道和量子信道主要是在对手的控制下，我们精确定义。我们还证明了一个相反的结果表明，在量子密钥分配的黄金标准下，对手完全控制量子信道，没有秘密密钥生成是可能的。我们提出了一种基于脉冲位置调制和多级编码的协议，该协议允许使用传统的量子密钥分发（QKD）协议，同时确保隐蔽性，在这个意义上说，没有统计测试的对手可以检测到通信的存在比随机猜测。当运行在玻色子通道，我们的协议可以利用现有的离散调制连续变量协议。由于现有的技术，以约束夏娃的信息不直接适用，我们开发了一个新的约束，导致在积极的吞吐量的信道参数的范围。
2019-11-08 cs.CR cs.IT math.IT
Microscopic Features of Bosonic Quantum Transport and Entropy Production
研究了非平衡稳态下自发打破时间反演不变性的玻色量子输运的微观特征。该分析是基于粒子流和熵产生算子的关联函数产生的概率分布。一般的方法被施加到一个完全可解的模型与点样的相互作用驱动系统远离平衡。在零频率极限下，给出了粒子流的量子涨落和熵产生。结果表明，熵产生分布的所有矩都是非负的，这提供了热力学第二定律的微观版本。在此基础上，考虑到所有的量子涨落的效率的概念，提出和分析。量子统计在这方面的作用也进行了讨论。
2018-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
