Simulation of the Single- and Double-Slit Experiments with Quantum Walkers
我们采用断链模型在二维晶格中建立一个带狭缝的势垒。分析了量子步行者通过狭缝时几率分布的衍射和干涉图样。使用主要类型的硬币进行模拟，并显示取决于硬币选择的衍射和干涉图案。
2007-06-21 quant-ph
Directional quantum random walk induced by coherence
量子游走（QW）被认为是经典随机游走（CRW）的量子对应物，实际上是CRW在单个硬币解释下的量子扩展。量子阱中各步之间的相关性导致了量子阱中的弹道位置分布。在本文中，我们提出了另一种量子扩展CRW从系综解释，命名为量子随机行走（QRW），其中步行者有许多不相关的硬币，建模为两个级别的系统，最初准备在同一状态。我们计算了不同初始硬币状态下，硬币算子为Hadamard矩阵的QRW中的步行者的位置分布。在一维情况下，步行者的位置服从非对称二项分布。我们进一步证明，在QRW，连贯性导致步行者执行定向运动。对于初始退相干的硬币态，步行者的位置分布与CRW完全相同。此外，我们还研究了二维晶格中的准随机轨道，在二维晶格中，相干性在步行者的位置分布中起着更加多样化的作用。
2019-07-28 quant-ph
Robust Genuine Multipartite Entanglement in Two Walker Quantum Walks
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）；University College London（伦敦大学学院）
该研究在一维晶格双行走者离散时间量子行走中，利用对数负性与GGM，发现开边界下可鲁棒产生最大真实多体纠缠，为量子信息处理提供了有潜力平台。
2026-08-14 quant-ph
Response to glassy disorder in coin on spread of quantum walker
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-钱德拉研究所，霍米·巴巴国立学院下属机构）
研究量子漫步在引入玻璃性无序时的传播特性，发现无序抑制了无序量子漫步的球形扩散，但比经典随机漫步快。不同无序类型对传播有显著影响，无序强度较弱时，传播衰减可慢或快，且在无序强度中等时会加速。
2022-03-23 quant-ph
Decoherence induced by a chaotic environment: A quantum walker with a complex coin
我们研究了混沌环境和规则环境下的退相干过程之间的差异。为此，我们分析了一个家庭的简单模型，其中包含定期和混乱的环境。在所有情况下，感兴趣的系统都是“量子步行者”，即可以在具有有限数量站点的晶格上移动的量子粒子。步行者与具有D维希尔伯特空间的环境交互。我们得到的结果表明，规则和混沌环境是不能区分彼此在一个（短）时间尺度t*，其尺度与环境的维数为t*~log（D）。然而，混沌环境在指数级更长的时间尺度上仍然有效，而常规环境往往更快达到饱和。我们提出了支持这一结论的数值和分析结果。我们考虑的混沌演化家族包括所谓的量子多面包师映射作为一种特殊情况。
2005-10-05 quant-ph
Spin-Particles Entanglement in Robertson-Walker Spacetime
研究了在Robertson-Walker度规下的膨胀时空中Dirac场的两个模之间的纠缠。这个时空模型被证明是渐近的（在遥远的过去和遥远的未来区域）闵可夫斯基。然后，一方面，我们展示了从遥远的过去到遥远的未来时，粒子和反粒子之间的纠缠产生。另一方面，我们表明，粒子纠缠在遥远的过去退化到遥远的未来。这些效果可以追溯到粒子的创建。在我们的分析中，我们强调了粒子的自旋（极化）的作用，并将结果与不考虑自旋的结果进行了比较。
2013-09-23 gr-qc quant-ph
Gravitationally induced entanglement dynamics between two quantum walkers
量子行走是多路径干涉和粒子在位置空间叠加中更快传播的同义词。我们研究了量子力学相互作用的影响，模拟量子力学引力之间的两个状态的步行者的相互作用。这项研究的目的是研究两个量子步行者之间的纠缠产生，否则它们不会相互作用。我们看到，随着量子行走的展开，这些态确实越来越纠缠，而且纠缠的产生与进行行走的两个粒子的质量有一个有趣的依赖关系。我们还显示了两个步行者之间的纠缠的敏感性上的噪音在其中一个步行。由于引力相互作用而产生的量子效应的特征突出了量子系统在探索引力本质方面的潜在作用。
2021-06-17 hep-th quant-ph
One-dimensional quantum walks driven by two-entangled-qubit coins
研究了由两个纠缠量子比特引起的一维四自由度量子行走。我们将证明量子比特和其相应的硬币操作员之间的纠缠使人们能够将步行者的状态从经典的量子步行行为转向标准的量子步行行为，并且是一种新的行为。此外，我们报告的自陷行为和完美的转移与最高速度的步行者。我们还表明，概率密度分布的对称性，最有可能找到步行者的地方和熵的演化受到量子比特之间的初始纠缠。事实上，我们确认，如果两个量子比特是可分离的（零纠缠），熵变得最小，而它的最大化发生在两个量子比特最初最大纠缠的情况下。我们将比较纠缠量子比特受硬币算符相同或不同影响的情况，并显示沃克行为及其性质的显著不同的偏差。
2020-06-29 quant-ph
Quantum walk on a toral phase space
在离散时间中的量子行走的简单背景下，研究了包含位置平移及其共轭动量的环面相空间上的量子行走。由此产生的步行，与一个角度参数化的硬币家庭是这样的，它的频谱是完全可解的奇奇偶晶格的本征角是等距的，一个功能，是显着独立的硬币。本征向量自然地用$q-$ Pochhammer符号来指定，但也可以用初等函数来写，并且它们的纠缠可以解析地找到。虽然相空间步行者与离散时间和空间中的创造步行者的充分研究的情况有许多共同的特征，例如步行者位置的弹道增长，但它也呈现出新颖的特征，例如精确的周期性，以及相空间中猫态的形成。参与比（PR）的步行空间中的离域性的措施进行了研究的背景下，这两种量子漫步，而经典的PR增加$\sqrt{t}$有一个时间间隔，在此期间，量子漫步显示幂律增长$\sim t^{0.825}$。研究相干态在相空间中的演化，使我们能够确定一个Ekefest时间之后，硬币步行者纠缠饱和。
2018-08-29 quant-ph
Quantum Walks with Entangled Coins
我们提出了一个数学形式的描述无限制量子行走纠缠硬币和一个步行者。当使用Bell状态作为初始硬币状态，两个不同的硬币运营商，两个不同的移动运营商，和一个步行者的数值行为进行检查。我们比较和对比这些量子行走的性能与经典的随机行走组成的一个步行者和两个最大相关的硬币，以及量子行走与硬币共享不同程度的纠缠。我们说明，我们的纠缠硬币行走的行为可以是非常不同的相比，通常的量子行走与单个硬币。我们还证明，只需改变移位运算符，我们就可以产生广泛不同的分布。我们还比较了最大纠缠硬币的量子行走与非纠缠硬币的量子行走的行为。最后，我们证明了在2和3量子比特硬币上使用不同的移位算子会导致1维和2维图中不同的位置概率分布。
2005-10-18 quant-ph
Discrete-time quantum walks as generators of multipartite entanglement
我们通过在每个顶点上放置一个量子比特，并允许步行者与当前位置的量子比特相互作用，扩展了图上离散时间量子步行的想法。我们表明，允许在每个时间步之间的步行者和顶点量子位之间的受控Z相互作用产生量子位之间的多体纠缠。我们证明，对于特定的硬币运营商的系统产生一个高度纠缠的集群状态，用于基于测量的量子计算。
2016-08-25 quant-ph
Coin dimensionality as a resource in quantum metrology involving discrete-time quantum walks
针对参数编码于离散时间量子行走者硬币自由度的计量问题，本文证明硬币维度可提升QFI，给出最优初态与仅测位置的精度边界，并比较类Grover编码与旋转编码。
2024-01-26 quant-ph
Quantum walk on circles in phase space
我们提出了一个变化的量子行走在相空间中的一个圆上的Hadamard抛硬币与同时位移的步行者的位置在相空间中，并表明，这种推广是一个适当的量子行走，虽然在多个同心圆的相位，而不是仅仅在一个圆。我们激励阿达玛和位移操作的结合表明，硬币+步行者的Jaynes-Cummings模型近似产生这种描述的色散极限。量子行走签名是明显的步行者的相位分布提供了适当的脉冲持续时间应用于每个硬币投掷。
2008-02-26 quant-ph
Controlling and reversing the transition from classical diffusive to quantum ballistic transport in a quantum walk by driving the coin
我们表明，标准的量子步行量子到经典的过渡，其特征在于弹道扩散扩散的步行者的位置，可以通过外部调制的硬币状态。我们说明通过显示经典的扩散和量子弹道扩散之间的振荡使用数值和渐近精确的封闭形式的解决方案，我们证明了步行者是在一个可控的不相干的混合物的经典和量子步行与可逆的量子到经典的过渡。
2013-02-22 quant-ph
Localized State in a Two-Dimensional Quantum Walk on a Disordered Lattice
我们实现了一对同时进行的十步一维量子行走，其中两个步行者共享硬币，我们证明这类似于十步二维量子行走，其中一个步行者持有一个四维硬币。我们的实验演示了一个11 × 11的二维晶格与线缺陷的十步量子行走，从而实现了本地化的步行状态。
2016-04-21 quant-ph
Quantum walks with quantum chaotic coins: Of the Loschmidt echo, classical limit and thermalization
利用简单的确定性动力学系统作为硬币，研究了硬币离散时间量子行走，其经典极限可以从可积到混沌。它示出，Loschirst回声一样的保真度起着核心作用，当硬币是混乱的，这是一个经典的随机步行者的特征函数近似。因此，经典的二项分布作为量子行走的极限而出现，并且行走者在最终成为弹道之前表现出扩散增长。硬币沃克纠缠增长的时间是对数的情况下，多体局域化和耦合踢转子，并饱和到一个值，这取决于相对的硬币和沃克空间尺寸。在硬币主导的情况下，混沌可以将量子行走热化到典型的随机状态，使得纠缠在Haar平均Page值处饱和，而不像在步行者主导的情况下，似乎会产生非典型状态。
2021-01-10 cond-mat.other nlin.CD quant-ph
Experimental quantum-walk revival with a time-dependent coin
我们证明了一个量子行走与时间相关的硬币偏见。利用这种技术，我们实现了一个实验性的单光子一维量子行走与线性斜坡的时间依赖的抛硬币操作，从而证明了两个周期性复苏的沃克分布。在我们的光束位移干涉仪中，行走对应于作为晶格位置的场的离散分离的横模之间的运动，并且通过在每一步中实现半波片的光轴与光传播之间的不同角度来实现与时间相关的抛硬币。实现复活所需的每个量子行走步骤包括两个顺序的正交硬币翻转算子，其中一个硬币具有恒定的偏置，另一个硬币具有依赖于时间的斜坡硬币偏置，然后是行走器的条件平移。
2015-08-09 quant-ph
Quantum walks with memory - goldfish, elephants and wise old men
量子游走是量子信息处理的一种有趣的方法，与类似的经典随机游走相比，它表现出许多独特的性质。在这里，我们介绍了一个模型的离散时间量子步行与记忆赋予步行者与多个回收硬币，并通过历史依赖的硬币投掷使用物理记忆功能。通过数值模拟，我们观察到几个现象。首先，在一维空间中，具有记忆的步行者比经典步行者具有持续的量子弹道加速，就像以前研究具有平凡记忆功能的多硬币步行所发现的那样。然而，多硬币状态的测量可以显著地改变空间分布的平均值。第二，我们考虑了具有记忆的二维量子行走中的空间纠缠，发现即使使用纠缠硬币，记忆也会破坏空间维度之间的纠缠。最后，我们探索行为的空间随机性的存在，并发现，在对比单一的硬币散步，多硬币散步不本地化，事实上，一个记忆功能可以加快步行相对于一个完全decorative多硬币步行者与平凡的记忆。我们明确地展示了如何构建线性光学电路实现的散步，并讨论了经典模拟的前景。
2012-12-18 quant-ph
Photons Walking the Line: A quantum walk with adjustable coin operations
我们提出了第一个强大的实现一个杜撰的量子行走超过五个步骤，只使用无源光学元件。通过采用光纤网络环路，我们保持所需资源的数量不变，因为步行者的位置希尔伯特空间增加。我们观察到一个非高斯分布的步行者的最终位置，从而表征一个更快的传播的光子波包相比，经典的随机行走。该行走是针对许多不同的硬币设置和初始状态实现的，这为实现基于量子行走的搜索算法开辟了道路。
2010-02-09 quant-ph
Robust quantum state engineering through coherent localization in biased-coin quantum walks
我们解决的硬币偏置量子行走的性能作为一个发电机的非经典位置状态的步行者。我们利用的位置空间中的相干本地化的现象-从硬币参数的小值的选择和辅助后选择-工程师大尺寸的相干叠加的可区分的位置状态的步行者。我们设计的协议似乎对硬币参数和作用于空间自由度的强去相位噪声的实际值都具有显著的鲁棒性。最后，我们说明了一个可能的线性光学实现我们的建议，适合散装和集成光学平台。
2018-01-08 quant-ph
Reversion of Quantum Walks via interventions on coin space
在这项研究中，我们展示了一种通过在硬币步行者系统向前发展期间对硬币自由度引入干预来实现n维量子步行反向进化的方法。只需要一次干预就可以将一条线上的量子步行者逆转到其初始位置，并且干预的数量随着步行的维度而增加。我们提出了一个分析处理来证明这些结果。这种逆转方案可以用来产生周期性的有界量子行走，并控制粒子以最高概率被发现的位置。从量子计算和模拟的角度来看，该方案可以用于重置量子操作和实现某些量子门。
2018-03-22 quant-ph
Entanglement measurement with discrete multiple coin quantum walks
在一个特殊的多硬币量子行走方案中，我们分析了初始硬币态的纠缠效应。对于具有特殊纠缠结构的量子态，我们证明了这种纠缠可以用初始硬币态的i-并发度所决定的游走平均值来度量.进一步研究了纠缠演化，发现纠缠分布的对称性反映了概率分布的对称性。
2005-07-19 quant-ph
Multipartite entanglement dynamics in quantum walks
Friedrich-Schiller-University Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering IOF（弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所）；Paderborn University（帕德博恩大学）
本文研究了光学设置中量子漫步的多体纠缠动力学，提出计算任意划分下单漫步量子漫步纠缠几何度量的方法，并分析多漫步场景的纠缠特性，探讨了大系统中纠缠动力学的数值研究及初始条件影响。
2026-03-25 quant-ph
Implementation of multi-walker quantum walks with cavity grid
我们展示了如何多步行量子行走可以实现通过腔量子电动力学量子梅花形。多步行者量子行走的实现为引入纠缠和更高级的行走开辟了有趣的可能性。在不同的初始状态和不同的抛硬币次数下，多步行者量子行走表现出不同的概率分布，这与具有二次增强扩散和局域化效应的经典随机行走有很大的不同.通过引入退相干，观察到了从量子行走到经典行走的转变。我们引入平均保真度衰减作为一个签名来研究退相干引起的量子行走的不可逆性。
2012-03-27 quant-ph
Nonlocality, quantum correlations, and violations of classical realism in the dynamics of two noninteracting quantum walkers
随着时间的推移，量子行走者的自旋和位置之间可以产生量子关联，这是无可争议的。在两个步行者系统中也有报道说产生了二分纠缠。然而，在这种情况下，由于整体状态位于一个四体希尔伯特空间中，问题就出现了，真正的多体纠缠是否会随时间发展。此外，由于空间自由度可以被视为双自旋部分的噪声通道，人们可能想知道其他非经典方面，如贝尔非定域性，爱因斯坦-波多尔斯基-罗森转向，量子不和谐和对称量子不和谐，在行走过程中如何随时间演变。缺乏分析和数值的证据，这将使一个解决这些问题可能是由于通常的计算困难与递归性质的量子行走。在这里，我们通过引入一个简化的高斯模型来解决这个问题，该模型在给定的域中被证明是非常准确的，并且对于分析研究来说是强大的。然后，对于一个涉及两个非相互作用的量子步行者，其自旋在单重态开始的例子，我们量化上述非经典功能作为时间的函数，并评估违反现实主义和相关方面的地方。此外，我们还分析了初始双自旋态受白噪声影响的情况。发现的典型情况是，虽然真正的四体纠缠随着时间的推移而增加，但所有研究的非经典特征都消失了（突然或渐近），除了基于实在论的非局域性。此外，现实主义在所有有限的时间内都被阻止。我们的发现为理解量子行走中量子资源的动力学打开了视角。
2019-10-14 quant-ph
Experimental demonstration of quantum walks with initial superposition states
离散时间量子行走初始叠加态的制备是离散时间量子行走研究和应用的必要条件。在线性光学中，制备硬币的初始叠加态很容易，它们总是由偏振态编码;而制备步行者的叠加态是具有挑战性的。基于一种新的编码方法，我们在这里提出了一个DTQW协议，在线性光学，使步行者和硬币的任意初始叠加态的准备。有了这个协议，我们报告的DTQW的实验演示与步行者最初在叠加态，仅使用无源线性光学元件。实验研究了步行者不同初始叠加态对DTQW传播速度以及硬币与步行者纠缠度的影响。当步行者从叠加态出发时，我们证明了DTQW的性质与从单个位置出发的DTQW的性质有很大的不同。这些结果揭示了DTQW的不同性质，为研究任意初始态的DTQW奠定了基础。此外，该编码方法使得能够使用单个物理量子比特对任意高维量子态进行编码，并且可以用于实现其他量子信息任务。
2019-04-30 quant-ph
Coined quantum walks on the line: Disorder, entanglement, and localization
该研究探讨直线硬币量子行走中淬火无序导致的局域化对纠缠的影响，发现无序显著改变量子态并降低硬币-行走者纠缠，在纠缠熵和负性中留下痕迹。
2023-08-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Maximal coin-position entanglement generation in a quantum walk for the third step and beyond regardless of the initial state
我们研究了通过离散时间量子行走产生最大硬币位置纠缠，其中硬币操作是从每一步设置的两个硬币操作中随机选择的。我们将最大纠缠产生作为一个以量子过程保真度为代价函数的优化问题来求解。然后，我们确定了最大纠缠，可以严格产生的任何步骤超过第二个，无论初始条件与适当的硬币序列。最简单的硬币序列，包括阿达玛和身份的操作是等价的广义大象量子行走，它表现出越来越快的传播的概率分布。在实验上，我们演示了由线性光学的硬币序列驱动的十步量子行走，从而显示了所需的高维二分纠缠以及更快传播的传输行为。
2023-02-07 quant-ph
Unconditionally Secure Quantum Coin Tossing via Entanglement Swapping
提出了一个基于纠缠交换的两个远程参与者无条件安全的量子抛子协议。该协议的安全性由量子纠缠的非局域性和经典复杂性保证。
2001-08-16 quant-ph
Discrete time quantum walk of locally interacting walkers
National Tsing Hua University（国立清华大学）；Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）
研究了离散时间量子行走中局部相互作用对行走者动力学的影响，提出了一种通用框架用于工程量子关联及多体相互作用分析。
2026-01-23 quant-ph
Maximal entanglement from quantum random walks
在一般的一维量子两步行者随机行走中，寻找纠缠达到最大的条件。此外，一维移位算子的两个步行者的介绍和它的性能在产生纠缠作为几个自由参数的函数，其中一些来自移位算子本身和其他一些来自硬币运营商进行了分析。为了简化研究，定义了平均纠缠。
2012-01-11 physics.comp-ph quant-ph
Comfortable place for quantum walkers on finite path
我们考虑有限路径上量子行走的定态，其中源和汇分别位于左右边界。量子硬币被均匀地放置在路径图的每个顶点上。在每一个时间步，一个新的量子步行者从左边界进入内部，内部的一些现有量子步行者也会进入位于左边界和右边界的汇。本文将量子定态在每个顶点处的平方模作为量子步行者到达该顶点的舒适度。证明了舒适度的比例极限分布在路长极限下的弱收敛定理。
2022-03-10 quant-ph
Generalized quantum teleportation of shared quantum secret with quantum walks
最近，Lee等人提出了第一个安全的量子远程传送协议，其中由任意数量的接收者共享的量子信息可以被传送到另一个任意数量的接收者。通过引入量子游走，提出了一种新的在n个接收者和$m$接收者之间共享量子秘密的安全（n，m）量子隐形传态.首先，基于两种硬币算子：齐次硬币算子和位置依赖硬币算子，提出了两种基于n-walker量子行走的（n，2）隐形传态方案，其中第一个行走者分别由三个硬币驱动.其次，通过将第一个步行者的硬币数增加到m+1，将原来的（n，2）方案推广到（n，m）隐形传态方案。然后，我们给出了我们提出的方案的信息安全性的证明，在该方案中，任何单个或子方的发送者和接收者都不能完全访问秘密的量子信息。此外，投影测量是必要的，而不是联合贝尔测量，在李等人。的协议。我们的工作也可以进一步扩展到量子阱的周期。该工作为量子信息处理任务提供了一个额外的相关实例，从而打开了量子行走更广泛的应用目的。
2020-12-05 quant-ph
Two-photon coincident-frequency-entanglement via extended phase matching
我们证明了一类新的频率纠缠态通过扩展的相位匹配条件下的自发参量下转换产生。在周期性极化的KTiOPO $_4$中，在宽带宽范围内观察到了信号和闲频重合的双光子纠缠。我们在没有光谱滤波的脉冲泵浦下的Hong-Ou-Mandel干涉测量中表现出高的可见性，这表明下转换光子之间具有优异的频率不变性。这种频率重合纠缠源在量子信息处理和量子测量等方面有着重要的应用。
2005-03-01 quant-ph
An Entanglement-Based Protocol For Strong Coin Tossing With Bias 1/4
在文献中，已经提出了基于比特承诺的强抛硬币协议。在这里，我们研究一个协议，而不是试图通过安全地共享纠缠来实现任务。该协议仅使用量子位，并且具有1/4的偏置。这等于基于比特承诺的方案的最佳已知偏差。
2007-02-05 quant-ph
Simulating the discrete-time quantum walk dynamics with simultaneous coin and shift operators
我们实现了离散时间量子行走模型使用的连续时间演化的哈密顿量，包括移位和硬币发电机。基于Trotter-Suzuki一阶近似，我们考虑了一个优化问题，使得由这种哈密顿量的演化产生的walker概率分布与量子行走动力学之间的Hellinger距离最小化.考虑了量子行走的相空间实现，其中步行者状态被编码在谐振器的相干态上，硬币被编码在量子比特的两能级状态上。在这种方法中，不包括用于在硬币和移位操作器之间切换的机构。我们证明了Hellinger距离对于大量的时间步长是有界的。当我们偏离标准量子行走模型时，即当步行者被允许在站点之间移动时，距离很小。在模拟标准量子行走模型时，距离很大，但对于相关数量的时间步长，距离以$26\%$为界。即便如此，系统演化仍显示出标准量子行走动力学的本质特征，即概率分布的弹道式演化和相应标准偏差的线性增长。此外，在这种方法中产生的纠缠是近似相同的纠缠产生的标准量子行走动力学。最后，在退相干影响下的系统动力学也表现出类似于标准量子行走动力学中的量子到经典跃迁。
2015-08-21 quant-ph
One-dimensional quantum random walks with two entangled coins
我们提供了一些最近的观察量子随机行走（QRW）的数值模拟的理论解释。具体而言，在一个QRW上的一个粒子（步行者）和两个纠缠的硬币线的情况下，我们解释的现象，称为“本地化”，即步行者的位置的概率分布被认为是表现出持久的主要“尖峰”（或“峰值”）在初始位置和其他两个小尖峰漂移到无穷大在任何一个方向。与此类快速反应窗口相关的另一个有趣发现涉及位置概率分布的限制行为。可以看出，在任何给定位置找到步行者的概率最终变得静止和非零。我们用时间演化算子$U(k)$的一些本征值的退化来解释这些观测结果。导出了极限概率的显式一般公式，并由此导出了观测尖峰在原点处的高度极限值。我们表明，极限概率下降{ \em二次}的位置$x$的大值。我们定位的两个小尖峰，并证明它们的位置是由非退化的特征值的$U(k)$的相位。最后，对于足够大的固定时间$t$，我们研究了在给定位置$x$找到粒子的概率对$t$的依赖性。
2009-12-11 quant-ph
Maximal coin-position entanglement and non-Hermitian skin effect in discrete-time quantum walks
本文通过优化时分复用环路配置实现20步光子离散时间量子行走，优化硬币参数获最大硬币-位置纠缠，实验观测到趋肤效应诱导的不对称李雅普诺夫指数分布及纠缠抑制规律，证实量子行走可研究非厄米系统的混合纠缠与趋肤效应。
2025-08-22 quant-ph
Entanglement in coined quantum walks on regular graphs
量子漫步，包括离散（创造）和连续时间，形成了几个最近的量子算法的基础。在这里，我们使用数值模拟来研究离散的，虚构的量子行走的性质。我们通过计算硬币的约化密度矩阵的熵来研究硬币与粒子位置之间纠缠度的变化。我们认为，动力学演化和渐近极限硬币的尺寸从2到8的定期图。对于低硬币尺寸，传播更快的量子行走（通过其分布与均匀分布的均方差测量）也表现出更快的收敛速度，接近硬币和粒子位置之间纠缠的渐近值。对于高维硬币，DFT硬币算子比Grover硬币更有效地传播。我们研究了硬币在规则有限图（如圈）上的纠缠，并证明了在完全二分图上，带有Grover硬币的量子行走总是周期性的，周期为4。我们将Childs等人（2003 Proc.STOC，pp 5968）使用的“胶合树”图推广到更高的分支率（扇出），并验证了分支率和树深度的缩放是多项式的。
2008-04-21 quant-ph
Decoherence vs entanglement in coined quantum walks
量子版本的随机游走的线和循环显示其传播速度和混合时间分别二次改善。将退相干添加到量子行走中会在线路上产生更均匀的分布，并且通过消除对时间平均的需要来获得均匀分布，从而在周期上产生甚至更快的混合。我们数值计算的硬币和量子步行者的位置之间的纠缠，并表明，最佳的退相干率是这样的，所有的纠缠是刚刚删除的时候，最后的测量。
2007-03-11 quant-ph
Asymptotic entanglement in the discrete-time quantum walk
由离散时间量子行走的演化算符产生的硬币-位置纠缠在长时间极限内收敛到一个依赖于初始态的定义好的值。我们还讨论了两个相干量子步行者通过几个不可分的硬币操作产生的渐近二体纠缠，纠缠熵呈几何级数增长。
2007-09-20 quant-ph
Realization of a quantum walk in phase space using resonator-assisted double quantum dots
基于超导共振器辅助双量子点的新机制，实现了相空间中的量子行走。通过对混杂系统的分析，得到了实现相空间量子行走的必要条件：行走者、硬币、抛硬币和条件相移。为了实现抛硬币算子，我们增加了一个驱动场的谐振器。利用量子点与谐振腔场的相互作用实现条件相移。此外，我们还证明了在不同的驱动场作用下，相空间中的量子行走呈现出超过25步的弹道行为，并数值分析了影响行走在相空间中扩展的因素。
2014-07-30 quant-ph
Characterization of anomalous diffusion in one-dimensional quantum walks
量子行走的传播速度比经典行走快二次方，被用来模拟各种量子系统中的动力学。量子游走在位置空间的扩展表现出反常的扩散行为。通过控制量子硬币操作对步行者的相应硬币自由度的作用，可以展示对扩散行为的控制。在这项工作中，我们报告了不同形式的硬币操作量子行走表现出异常扩散行为。均匀和加速的量子行走显示superdiffusive行为，而不相关的静态和动态的演变中的障碍诱导强和弱本地化的粒子表示subdiffusive和正常的扩散行为。在传播的步行者的干涉效应所发挥的作用仍然难以捉摸，我们在这项工作中的目的是提出的量子相干性和均方位移的步行者之间的相互作用。我们采用了两个可靠的措施的一致性，最终建立量子干涉的作用，在量子行走的动力学中的反常扩散行为背后的驱动力。
2022-05-21 quant-ph
Asymptotic reduced density matrix of discrete-time quantum walks
在这篇文章中，我们表明，对于任何量子步行者与\textit{m} -维硬币子空间，我们有$m^2\times m^2$特定的常数矩阵$\mathcal{C}$，它完全确定的渐近约化密度矩阵的步行者。我们证明了对于任何初始态，用$P_0$投影，约化的密度矩阵，可以由$Tr_1\left(P_0\otimes I\;\mathcal{C}\right)$或等价的$Tr_2\left(I\otimes P_0\;\mathcal{C}\right)$得到。值得一提的是，特征矩阵$\mathcal{C}$与初始状态无关，只依赖于硬币算符，因此通过对特定类型的量子阱找到这个矩阵，它的长期行为，如硬币长时间行走后的局部状态以及硬币与位置之间的渐近纠缠将完全知道任何初始状态。我们找到了一般硬币算符$U\left(2\right)$的特征矩阵$\mathcal{C}$，以及该矩阵在局部初态下的精确形式。
2019-09-19 quant-ph
Universal and optimal coin sequences for high entanglement generation in 1D discrete time quantum walks
纠缠是许多量子信息应用中的关键资源，并且独立于初始条件获得高值是一项重要任务。在这里，我们解决的问题，产生高度纠缠态的离散时间量子行走的初始状态无关，使用两种不同的方法。首先，我们提出并分析了一个确定性序列的硬币运营商，产生高值的纠缠在一个普遍的方式为一类本地化的初始状态。在第二种方法中，我们使用强化学习算法直接优化硬币运算符的序列。虽然由确定性序列产生的纠缠量与所考虑的初始状态完全无关，但优化序列通常实现更高的平均纠缠值，然而，这取决于初始状态参数。我们提出的序列和优化算法是特别有用的情况下，初始状态是不完全知道或纠缠必须在一个通用的方式产生的初始状态的范围。
2020-11-23 quant-ph
One-dimensional discrete-time quantum walks with general coin
量子游走（QW）是随机游走的量子模拟。量子阱是许多量子算法发展的一个组成部分。因此，深入理解量子阱有助于我们掌握量子算法。我们重新审视一维离散时间量子阱，并通过引入最一般的硬币算子来详细讨论基本步骤。我们研究了一般硬币算子的每个参数对量子步行者概率分布的影响。我们表明，通过调整一般硬币的参数，可以调节步行者的概率分布。我们提供了一个由一般硬币算子驱动的一维量子行走的算法。对一般硬币算子的研究也包括了流行的硬币--阿达玛硬币、格罗弗硬币和傅立叶硬币。
2021-02-14 nlin.AO quant-ph
Measurement-induced generation of spatial entanglement in a two-dimensional quantum walk with single-qubit coin
利用二维量子行走的一个建议是有效地产生纠缠。不幸的是，实验实现标准的二维量子行走所需的技术努力是非常苛刻的。在这方面，最近研究了一种具有较少挑战性条件的替代方案，特别是在空间纠缠产生方面[C。Di Franco，M. Mc Gettrick和Th. Busch，Phys. Rev. Lett. 106，080502（2011）]。在这里，我们将调查扩展到一个场景，在这个场景中，在进化后对硬币的自由度进行测量，从而可以与标准的二维Grover行走进行进一步的比较。
2013-07-11 quant-ph
A criterion for coincidence of the entanglement-assisted classical capacity and the Holevo capacity of a quantum channel
对于有限维量子系统之间的任意c-q通道，纠缠辅助的经典容量与Holevo容量的一致性是很容易证明的.在本文中，我们证明了相反的断言：符合上述能力的量子信道意味着$χ$ -必要的部分，该信道是一个c-q信道（$χ$ -必要的部分是一个限制的信道通过丢弃所有的输入状态无用的经典信息的传输）。利用所得到的量子互信息与受约束Holevo容量符合的条件，将上述结果推广到具有线性约束的无限维量子信道.
2012-04-05 quant-ph
Nonreversal and nonrepeating quantum walks
我们引入了离散时间量子行走的一种变体，即不可逆量子行走，它不会回到它刚刚占据的位置。这使我们能够模拟二聚体，我们通过引入一种新型的硬币运营商来实现它。不重复的行走，在连续的时间步中从不向同一方向移动，是由这个硬币算子的排列引起的。我们描述了这两个散步的基本性质，并证明了偶数阶的nonrepeating步行者的联合时刻是独立的初始条件，而不是由来自硬币的五个参数。数值证据表明，非反转行走的情况也是如此。这与以前研究的硬币形成了强烈的对比，例如Grover算子，其中初始条件可以用来控制步行者的标准差。
2014-06-26 quant-ph
Enhancing delocalization and entanglement in asymmetric discrete-time quantum walks
College of Physics and Electronic Science, Hubei Normal University（湖北师范大学物理与电子科学学院）；Hubei Engineering Institute（湖北工程学院）
本文通过非对称离散时间量子行走研究局域化与纠缠的增强，实验展示了非对称参数对光子分布和纠缠鲁棒性的影响。
2026-02-18 quant-ph
Optimal pair generation rate for Entanglement-based QKD
在基于纠缠的量子密钥分发（QKD）中，多光子模式的产生和检测导致在最大化安全密钥速率（SKR）时纠缠可见性和双重符合事件之间的权衡。我们产生了一个预测模型的最佳的两倍符合概率每个符合窗口给定的通道效率和探测器暗计数率的一个给定的系统。实验验证了该模型的有效性，并将其用于卫星和光纤的量子密钥分配仿真。
2012-09-30 quant-ph
Quantum Optical Random Walk: Quantization Rules and Quantum Simulation of Asymptotics
量子化经典随机游走的步行者+硬币部分的规则是通过将它们视为相互作用的量子系统来提供的。通过一个新的规则，将影响硬币状态的量子或经典噪声作为量子化的源，引入了量子光学随机游走（QORW）。与经典情形相比，QORW walker位置的长期渐近统计量显示出增强的扩散速率，精确地解决了。量子光学腔实现的步行提供了量子模拟的渐近统计的框架。模拟利用相互作用的二能级原子和/或激光随机脉动场与波动参数。
2006-11-28 quant-ph
Decoherent quantum walks driven by a generic coin operation
我们考虑了不同的么正噪声机制对具有一般硬币操作的线性链上的量子行走（QW）演化的影响：（i）比特翻转信道噪声，仅限于QW的硬币子空间，以及（ii）线性链中随机断开的链接引起的拓扑噪声。讨论了步行者各自的脱散动力学随每单位时间发生脱散事件的概率变化的相似性和差异。
2007-08-09 quant-ph
Various angle periods of parabolic coincidence fringes in violation of Bell inequality with high-dimensional two-photon entanglement
两个相对方位角为π的半电荷光涡旋的两个量子态是正交的，利用两个相交角为π的半电荷螺旋相位板可以在高维双光子轨道角动量纠缠的贝尔不等式实验中演示抛物型重合条纹，从而获得3.2的强贝尔参数.我从理论上证明了两个量子态之间的各种正交关系，每个量子态都是由n个分数轨道角动量态组成的具有旋转对称叠加的态，其中n是N。本文提出了一个贝尔不等式实验，用两个具有这两个量子态的n截面螺旋相位板，可以得到各种角度周期，每个周期内的抛物重合条纹为2π/n，贝尔参数为3.2。
2018-09-09 quant-ph
