Characterizing non-Markovianity via quantum interferometric power
开放量子系统中的非马尔可夫演化通常以信息从环境到系统的回流为特征，因此是研究量子信息协议的性能和鲁棒性的一个重要方面。在这项工作中，我们探索非马尔可夫通过的单调性的故障的优值，称为量子干涉功率，这是基于最小的量子费舍尔信息获得的局部幺正演化系统的一部分，并可以被解释为量子关联超越纠缠的量词。我们在两个相关的例子中研究我们提出的非马尔可夫指标。首先，我们考虑了单粒子退相通道对最大纠缠双量子比特态的作用，通过应用Jamioenkowski-Choi同构。我们观察到，所提出的措施是一致的，建立非马尔可夫量词定义使用其他方法的基础上动态整除性，可扩展性，和故障的单调性的量子互信息。此外，我们考虑了两个量子比特的Werner态的动力学，在一个本地的，单方振幅阻尼通道的作用下，观察到量子干涉功率的非单调演化比相应的纠缠在捕获与非马尔可夫过程相关的量子信息的回流更强大。讨论了非马尔可夫性在量子精密测量中的作用和对连续变量系统的可能扩展。
2015-03-22 quant-ph
Quantum non-Markovianity: Overview and recent developments
本文综述了NISQ时代开放系统动力学中量子非马尔可夫性的定义与刻画方法，对比了双时间参数映射与量子梳框架两种范式，并讨论了其充分必要条件。
2023-03-22 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Fisher information as a witness of non-Markovianity and criticality in the spin-boson model
Università di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；SPIN-CNR（CNR自旋物理研究所）；INFN, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究院那不勒斯分部）
该研究利用量子 Fisher 信息分析 spin-boson 模型中的非马尔可夫性和临界性，揭示其在量子传感中的应用。
2025-12-18 cond-mat.stat-mech physics.comp-ph quant-ph
Hierarchy of measurement-induced Fisher information for composite states
量子费舍尔信息作为量子态的一个本征量，是量子探测和估计中的一个核心概念。当对量子态进行量子测量时，经典概率分布出现，这反过来又导致经典Fisher信息。在这篇文章中，我们利用经典的量子测量诱导的Fisher信息，并揭示了这种测量诱导的Fisher信息的丰富的层次结构。我们建立了一个一般的框架，分布和转移的Fisher信息。特别是，我们说明了三个极值分布类型的Fisher信息：本地拥有型，本地不可访问型，和完全共享型。此外，我们指出了Fisher信息的分布和流动在一些物理问题中所起的重要作用，例如，开放量子过程的非马尔可夫性、环境辅助计量学、克隆和广播等。
2012-08-01 math-ph math.MP quant-ph
Phenomenological measure of quantum non-Markovianity
非马尔可夫效应在物理量子系统中普遍存在，并且仍然是实现高质量控制和可靠量子计算的重大挑战，但由于其固有的复杂性，很少表征。过去的方法来量化非Markovianity集中在小，简单的系统，我们表明，这种措施可以捕获的属性是无关的应用程序。有了这个见解，我们提出了一种方法来构建相关的非马尔可夫动力学的量词，并说明该计划的可计算性的特点模型量子点阵列。
2019-06-04 quant-ph
Quantum probing topological phase transitions by non-Markovianity
理解扩展系统中量子拓扑相的物理意义和探索全局不变量是现代物理学的一个主要挑战，在不同的科学领域产生了重大影响。在这里，量子信息启发的探测方法，提出了拓扑相变揭示了一个非马尔可夫量词。通过考虑外部读出量子比特的退相干动力学来说明这个想法，该量子比特探测具有纯退相或耗散耦合的Su-Schrieffer-Heeger（SSH）链。量子位退相干特征和非马尔可夫度量清楚地表明SSH链的拓扑相变。
2019-10-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Signature of non-Markovianity in time-resolved energy transfer
我们研究了量子开放系统中时间分辨能量转移过程的非马尔可夫性特征。针对精确可解阻尼Jaynes-Cummings模型和一般自旋玻色子模型等典型系统，在时间局域形式的非马尔可夫主方程框架下，建立了时间分辨能流与非马尔可夫性度量之一的对称对数导数量子费舍尔信息流（SLD-QFI）之间的定量联系.从这些关系中，我们发现在阻尼Jaynes-Cummings模型中，从水库到系统的SLD-QFI回流总是与能量回流相关，因此我们可以直接从能流的动力学中看到非马尔可夫性。在自旋玻色子模型中，该关系建立在行波近似的基础上，根据精确的数值结果进行校准，并在弱耦合状态下被证明是可靠的。我们证明了非马尔可夫性是否保证了能量回流的发生取决于浴谱函数。对于欧姆和亚欧姆情形，我们证明了即使在非马尔可夫状态下，也没有能量回流发生，能量流总是流出系统。而在超欧姆情况下，我们观察到非马尔可夫动力学可以引起能量回流。
2017-01-18 quant-ph
Concepts of quantum non-Markovianity: a hierarchy
马尔可夫近似是描述开放量子系统动力学的一种广泛采用的方法。虽然它通常被认为是一个受经典马尔可夫性启发的概念，但量子马尔可夫性一词在文献中的使用并不一致，而且经常不严格。在这份报告中，我们比较了经典随机过程和量子随机过程（如在OQS中出现）的描述，并表明存在固有的差异，导致表征量子非马尔可夫性的非平凡问题。而不是提出一个单一的定义，量子马尔可夫，我们研究了主机的马尔可夫相关的概念，在量子制度。其中一些概念在量子理论中早已有之，如量子白噪声、因式分解近似、整除性、Lindblad主方程等。其他的是在本报告中首次提出的，包括我们称之为过去-未来独立性，无（量子）信息回流和可组合性。所有这些概念都是在一个统一的框架下定义的，这使得我们能够严格地在它们之间建立层次关系。通过各种例子，我们认为，目前文献中最常用的量子马尔可夫性的定义并没有完全捕捉到OQS的无记忆特性。事实上，量子非马尔可夫性是高度依赖于上下文的。本报告中的结果总结为一个层次图，使量子非马尔可夫性的性质变得清晰。
2018-07-06 quant-ph
Quantum Dynamical Entropy and non-Markovianity: a collisional model perspective
Università degli Studi di Trieste（的里雅斯特大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）
通过研究开放量子动力学中非马尔可夫现象的统计性质，探讨量子动态熵与碰撞模型中记忆效应的关系。
2026-03-14 math-ph math.MP quant-ph
Towards practical non-Markovianity measures: Normalization and regularization techniques
针对量子非马尔可夫性度量在实际设备中依赖测量时间间隔且对噪声敏感的缺陷，提出归一化与正则化技术，并在超导与囚禁离子量子比特上实验验证了其有效性。
2025-04-02 quant-ph
Experimental Snapshot Verification of non-Markovianity with Unknown System-Probe Coupling
我们应用最近提出的量子探测协议与一个未知的系统探针耦合探测的凸系数的混合交换态。通过使用两个参考状态，而不是原来建议的一个，我们能够探测凸系数的上下界。我们对表征双峰高斯频谱的参数在单光子偏振动力学的马尔可夫到非马尔可夫跃迁中的作用进行了广泛的分析。我们将凸系数的探测应用于跃迁诱导频率参数，并表明极化动力学的非马尔可夫性可以用在未知时间甚至未知耦合下进行的极化量子比特的单次快照测量来确认。我们还展示了如何协议可以识别马尔可夫和非马尔可夫时间间隔的动态。用单光子实验验证了结果。
2021-07-16 quant-ph
Quantum Fisher Information and its dynamical nature
本综述系统梳理了量子Fisher信息的文献结果，并证明所有物理可实现的动力学均可仅由其与Fisher信息度量的关系定义，揭示了Fisher信息固有的动力学本质。
2024-04-28 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Non-Markovianity vs athermality: perturbation-enhanced information backflow
本文提出三种度量非马尔可夫性的方法，研究系统哈密顿量微扰诱导的非热性如何影响信息回流，并给出上界或精确响应，证明微扰可增强非马尔可夫性。
2025-02-07 quant-ph
Characterizing nonclassical correlations via local quantum Fisher information
为了研究量子关联作为量子精密测量的一种资源，定义了两种基于量子费舍尔信息（QFI）的量子关联量化方法.通过研究Lu等[X. M. Lu，S. Luo，和C. H. Oh，Phys Rev. A 86，022342（2012）]，我们证明了量子关联的存在可以通过由两个层次的测量引起的Fisher信息的差异来确认。特别地，基于QFI的定量量子关联与纯量子态的几何不协调一致。
2018-03-19 quant-ph
Global Correlation and Local Information Flows in Controllable Non-Markovian Open Quantum Dynamics
在一个研究非马尔可夫开放量子动力学的完全可控实验平台上，我们证明了非马尔可夫性可以从全局和局部两个方面进行研究。通过混合随机幺正动力学，我们证明了非马尔可夫和马尔可夫开放量子动力学。从全局的角度，通过调节基频，我们证明了从马尔可夫性的量子互信息（QMI）测量的非马尔可夫性的过渡。在马尔可夫开放量子过程中，QMI单调衰减，而在非马尔可夫过程中，它可能暂时上升。然而，在某些情况下，这是不够的，在全球范围内调查的非马尔可夫性的开放量子动力学。作为必要的补充，我们进一步利用量子费舍尔信息（QFI）流来局部刻画不同信道中的非马尔可夫性。我们证明了QMI与QFI流相结合能够测量多通道开放量子动力学的非马尔可夫性。
2022-02-28 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph physics.optics
Genuine and Non-Genuine Quantum Non-Markovianity: A Unified Information-Theoretic Review
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）；Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-钱德拉研究所，霍米·巴巴国立大学成员机构）
本文探讨量子非马尔可夫性的真实量子特性，分析不同方法区分真实与非真实非马尔可夫性及其实现机制。
2026-04-08 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Characterizing Fisher information of quantum measurement
Macquarie University（麦考瑞大学）；Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）；Friedrich-Alexander Universität of Erlangen-Nuremberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学）
本文通过框架理论，研究了信息完备测量中经典与量子费舍尔信息的比率，并揭示了信息完备性对量子参数估计的影响。
2025-12-17 quant-ph
Dynamics of Quantum Coherence and Quantum Fisher Information of a V-type Atom in Isotropic Photonic Crystal
本研究探究V型三能级原子在自由空间与光子带隙晶体中的量子Fisher信息、相干性及非马尔可夫性演化，发现结构化环境可显著影响量子特性，通过调控初始相位与上能级位置能实现动力学控制，为量子信息处理提供新方向。
2024-09-18 quant-ph
Characterizing the multipartite continuous-variable entanglement structure from squeezing coefficients and the Fisher information
了解量子纠缠在多方的分布是量子物理学的基本挑战，并且对于量子信息领域中的若干应用具有实际意义。本文利用量子精密测量的方法，从微观上刻画了多模连续变量态在所有可能的多分区和所有约化分布下的纠缠结构。从实验测得的高斯态的协方差矩阵与2，3，和4光子模式的可控损耗，我们提取的灵敏度，以及每个分区的可分性上界。通过比较这两个量构造了一个纠缠见证。我们的分析表明，这些方法的连续变量系统的有用性，并提供了一个详细的几何理解下的光子损失的集群状态纠缠的鲁棒性。
2019-01-29 quant-ph
Spectral Transfer Tensor Method for Non-Markovian Noise Characterization
随着量子器件质量的不断提高，对噪声量子过程进行更详细的分析变得越来越重要，如定量地描述非马尔可夫性。在这项工作中，我们提出了一个实验协议，称为光谱传输张量映射（SpecTTM），准确地预测RHP非马尔可夫测量的任何泡利通道没有状态准备和测量（SPAM）的错误。事实上，对于泡利通道，SpecTTM甚至可以重建量子比特的高精度噪声功率谱。最后，我们还讨论了SpecTTM如何通过泡利旋转在最优基上近似表征非泡利通道的非马尔可夫性。
2020-12-18 quant-ph
Non-Markovianity in High-Dimensional Open Quantum Systems using Next-generation Multicore Optical Fibers
本研究针对多芯光纤量子传输受环境噪声影响的问题，将环境作用表征为概率相位翻转量子操作，在最先进多芯光纤平台观测到高维开放量子系统的非马尔可夫行为，验证了Quantum Vault协议，为未来量子通信网络优化提供支撑。
2024-08-08 physics.optics quant-ph
Quantum Fisher information matrix and multiparameter estimation
量子费舍尔信息矩阵是理论量子精密测量中的一个核心概念，因为量子克拉美-罗界在量子参数估计中具有重要意义。然而，近年来的研究揭示了量子力学与量子热力学、量子相变、纠缠见证、量子速度极限和非马尔可夫性等方面的广泛联系。这些联系表明量子力学不仅仅是量子精密测量中的一个概念，而是量子力学中的一个基本量。本文综述了各种情况下量子场论的性质和现有的计算方法，并回顾了量子场论在量子精密测量以外的量子力学领域的发展。另一方面，作为量子力学的主要应用，本文的第二部分回顾了量子多参数的Cramér-Rao界，它的可达性条件和相关的最佳测量。此外，还详细讨论了几种典型的量子多参数估计方案的最新进展以及量子多参数估计的量子优势。
2019-12-10 quant-ph
Quantum Zeno effect: Quantum shuffling and Markovianity
分析了量子系统在一系列冯·诺依曼测量扰动下的行为。由于这个一般过程与给一副扑克牌洗牌之间的相似性，这里它被称为量子洗牌，表明量子芝诺和反芝诺效应自然地出现在两个时间限制中。在这个框架内，从反芝诺到芝诺行为的逐渐过渡与潜在的马尔可夫动力学的出现之间的联系被发现。因此，尽管先验可能会导致违反直觉，但量子芝诺效应对应于一个动力学机制，其中任何关于未扰动系统最初应该如何演化的知识都被抹去（非常快速的洗牌）。这可以解释为什么系统在相对较长的时间内显然不会演化或衰变，尽管它最终会经历指数衰变。通过一个简单的工作模型，确定了表征洗牌动力学的条件，这有助于理解和设计原子、分子和光学物理中许多过程的量子控制机制。
2012-02-04 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Witnessing non-Markovian effects of quantum processes through Hilbert-Schmidt speed
非马尔可夫效应可以加速量子系统的动力学，而演化时间的极限可以通过量子统计速度的量化来推导。我们引入了一个证据，通过希尔伯特-施密特速度（HSS），这是一种特殊类型的量子统计速度来表征量子演化的非马尔可夫性。该证据的优点是不需要对演化的密度矩阵进行对角化。通过考虑开放量子系统的几种典型情况，如受相位协变噪声和泡利通道影响的单个量子比特、两个独立的量子比特与漏腔的局域相互作用、耗散腔中的V型和$Λ$型三能级原子（qutrit），研究了它的灵敏度.我们表明，建议的HSS为基础的非马尔可夫见证检测记忆效应与既定的跟踪距离为基础的证人，系统环境信息回流敏感。
2020-08-17 quant-ph
Randomised benchmarking for characterizing and forecasting correlated processes
针对时间关联或非马尔可夫噪声问题，提出结合随机基准测试与监督机器学习算法的方法，可学习系统加环境的时间无关演化算子，实现非马尔可夫性表征及超训练时间预测，在超导量子处理器上验证了马尔可夫与非马尔可夫机制下学习精度的剧烈差异。
2023-12-11 quant-ph
Facets of quantum information under non-Markovian evolution
我们考虑两个非马尔可夫模型：随机电报噪声（RTN）和非马尔可夫失相（NMD）。从量子费舍尔信息流的角度研究了这些模型中的记忆性。这被认为是与其他著名的证人的非Markovianity一致。通过研究这两个噪声通道的门和通道的量子特性，从理论上刻画了它们的量子信息特性。进一步研究了量子相干性及其与混合度的平衡。这有助于正确理解这两个噪声通道在量子信息处理和量子通信的各个方面所扮演的角色。
2019-02-04 quant-ph
Stabilizing boundary time crystals through Non-markovian dynamics
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育研究所贝尔汉普尔分校）
研究非马尔可夫动力学对边界时间晶体稳定性的影响，发现其能有效稳定BTC并产生更高阶极限环，利用量子 Fisher 信息等方法分析非马尔可夫性参数变化下的复杂行为。
2026-05-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Universally Fisher-Symmetric Informationally Complete Measurements
如果量子测量提供关于表征感兴趣的量子态的所有参数的均匀和最大信息，则该测量是Fisher对称的。利用（复投影）2-设计，我们构造了一对完全相同的量子态的测量，它们对所有纯态都是Fisher对称的。这样的测量在实现最小统计误差而无需自适应测量方面是最佳的。然后，我们确定所有集体测量的一对是费舍尔对称的完全混合状态和所有的纯态同时。对于一个量子比特，这些测量对于所有状态都是费歇尔对称的。最小最优测量与难以捉摸的对称信息完全测量相联系，这反映了局部对称性和全局对称性之间的深刻联系。在这项研究中，我们推导出一个基本的约束的Fisher信息矩阵的任何集体测量对，这提供了一个有用的工具，用于表征集体测量的层析成像效率。
2018-01-24 quant-ph
Characterizing non-Markovian Off-Resonant Errors in Quantum Gates
本研究揭示量子门中由失谐驱动引起的非马尔可夫相干误差，常被标准QCVV技术误判，并展示其在transmon架构中的普遍性及对频率选择性架构的潜在限制。
2024-02-08 quant-ph
Charging a quantum battery in a non-Markovian environment: a collisional model approach
本研究采用碰撞模型框架，探究非马尔可夫环境对开放系统量子电池充电的影响，发现稳态ergotropy存在最大值，且环境记忆效应可在更广参数空间内实现接近最大值的ergotropy，其最优条件与动力学非马尔可夫性为零相关。
2023-05-12 quant-ph
Characterizing Nonclassical Correlations via Local Quantum Uncertainty
量子力学预言，不相容的可观测量的测量具有最小的不确定性，该不确定性与测量设备的技术缺陷或系统状态的不完整知识无关。似乎还没有什么能阻止一个单一的物理量，比如一个自旋分量，被任意精确地测量。在这里，我们表明，一个单一的可观察的内在量子不确定性是不可避免的，在许多物理情况。当揭示在一个二分系统的局部观测，这种不确定性定义了一个真正的措施，非经典相关性的整个类。对于2 × d系统的情况，我们发现定义了一个唯一的测度，我们以封闭形式评估。然后，我们讨论的作用，这些相关性，这是“不和谐”的类型，可以发挥在量子精密测量的背景下。我们特别表明，在一个二分混合探针状态中存在的不和谐的量保证了最小的精度，量化的量子费舍尔信息，在最佳相位估计协议。
2013-06-13 cond-mat.stat-mech hep-th math-ph
Non-Markovian memory in IBMQX4
我们在IBM的量子体验中测量和量化非马尔可夫效应。具体地说，我们通过表征以在它之前的门为条件的门的性能来分析门序列中的时间相关性。使用这种方法，我们估计（i）门的性能波动的大小，即，由于非马尔可夫性的错误;（ii）内存的长度;和（iii）内存的总大小。我们的研究结果强烈表明，存在非平凡的非马尔可夫效应在几乎所有的门在通用集。然而，根据我们的研究结果，我们讨论了通过充分考虑机器的非马尔可夫性质来实现更清洁计算的潜力。
2019-02-21 quant-ph
Transactional Interpretation for the Principle of Minimum Fisher Information
最小费雪信息原则指出，在表征给定系统的可接受概率分布集中，最好由最小化相应费雪信息的概率分布来完成。这一原则可以应用于交易过程，其动态可以解释为市场倾向于尽量减少关于自身的信息。更多的信息涉及更高的成本（信息是物理的）。我们考虑的出发点是对市场的描述，该市场是从具有固定金融风险的策略的最小费雪信息假设得出的。这种使费歇尔信息最小化的策略与众所周知的量子谐振子的本征态重叠。这一领域的战略分析扩展到复向量空间（传统的量子力学）建议研究的干扰的振荡器本征态方面的最小化的费舍尔信息。结果表明，振子基态和第二激发态两种策略叠加的Fisher信息最小值小于振子基态的Fisher信息.类似地，对于由吉布斯分布随机化的策略系统（振荡器本征态），获得的信息较少。我们区分了两种不同的观点描述Fisher信息。其中之一，经典的，是基于费雪信息的价值。第二种，我们称之为交易，从市场策略的恒定风险的角度表达费雪信息。从这两种描述中得出的市场策略的顺序是不同的。从市场的角度来看，最小化费雪信息等同于最小化风险。
2022-01-23 q-fin.GN quant-ph
Characterizing the Multipartite Entanglement Structure of Non-Gaussian Continuous-Variable States with a Single Evolution Operator
本文提出一种基于量子Fisher信息的高效方法，通过识别最优编码算符检测连续变量多模非高斯态的多体纠缠结构，在超$10^5$随机态上成功率极高，且扩展算符集可增强抗损耗鲁棒性，为实验应用提供通用框架。
2025-09-24 quant-ph
Quantum metrology in a non-Markovian quantum evolution
研究了在非马尔可夫量子演化背景下的量子精密测量问题。我们研究了耦合到洛伦兹环境的复合量子探针的量子费舍尔信息（QFI）的动力学，对于各种不同的参数。我们能够找到最好的纠缠态，它不是最大纠缠的，但它是进化最快的。这是通过证明QFI和不同的量子速度限制之间的联系来证明的。在同一时间，通过优化控制字段的探针，我们展示了如何积极操纵的总信息流的控制，如在一个给定的最终进化时间，以提高参数估计。最后，在这种控制方案下，QFI，非马尔可夫性和纠缠的动态之间的尖锐的相互作用被揭示在不同的控制方案。
2020-01-24 quant-ph
Quantum Fisher Information and multipartite entanglement in spin-1 chains
本文利用密度矩阵重正化群算法和张量网络技术，研究一维自旋1模型基态的量子Fisher信息，将其作为多体纠缠见证，以表征相图、研究拓扑相并恢复临界相序参量的标度维度。
2023-11-19 cond-mat.other cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum estimation through a bottleneck
研究了作用于两个系统的酉变换族的单参数估计。我们考虑存在瓶颈的情况，即只有一个系统可以被测量以收集信息。估计能力与酉单位的生成元有关。特别地，我们建立了量子费舍尔信息关于生成元的连续性。此外，我们发现的条件的发电机，以实现相同的最大量子费舍尔信息，我们将在没有瓶颈。我们还讨论了两个系统以及跨多个估计实例的初始纠缠的有用性。
2020-02-10 quant-ph
Quantum Fisher information of the Klein--Gordon and Dirac vacua
University College London（伦敦大学学院）
本文计算了 Klein-Gordon 与 Dirac 真空关于质量参数的量子 Fisher 信息，发现 KG 情形呈 $m^{d-2}$ 依赖，Dirac 情形在 $d=2,3$ 时紫外发散，$d=1$ 时质量依赖，$d=0$ 时为零。
2026-09-10 hep-th quant-ph
Maximally non-Markovian quantum dynamics without environment backflow of information
非马尔可夫性的程度允许以类似于施密特数测量纯态纠缠度的方式来表征脱离马尔可夫制度的量子演化。最大非马尔可夫动力学类似于最大纠缠态[D. Chruelcienski和S. Maniscalco，Phys. Rev. Lett. 112，120404（2014）]。在这里，我们证明了存在一类最大的非马尔可夫量子演化，其中相关的环境（不属于系统的自由度）服从马尔可夫（无记忆）动力学，这反过来又是不受系统状态或动力学的扰动。这些属性意味着没有任何“物理环境到系统的信息回流”。“非马尔可夫特征（通常在耦合到耗散经典自由度的量子系统中）源于系统动力学对库状态的单向依赖。
2018-04-10 quant-ph
Observing information backflow from controllable non-Markovian multi-channels in diamond
任何现实的量子系统都不可避免地受到外部环境的影响。这种环境使得开放系统动力学对于许多量子技术，如纠缠态工程、量子模拟和量子传感等具有重要意义。系统向环境的信息流动通常是马尔可夫过程，而从环境回流的信息则是非马尔可夫过程。实际的环境，通常由大量的自由度，是很难控制的，尽管一些尝试从马尔可夫到非马尔可夫动力学的可控过渡。在这里，我们实验证明了多个耗散通道的工程控制相邻的核自旋的氮空位中心的钻石。在开放系统的可控非马尔可夫动力学下，我们观察到量子费舍尔信息通过不同的噪声通道流入和流出环境。从量子纠缠的角度出发，我们的工作对噪声量子精密测量和量子开放系统的发展都有一定的贡献。
2019-12-02 quant-ph
Improving the estimation of environment parameters via initial probe-environment correlations
被称为量子探针的小的可控量子系统已经被提出来估计表征复杂系统（诸如量子系统的环境）的各种参数。这些探针，准备在一些初始状态，被允许与他们的环境相互作用，和随后的测量揭示有关不同的量表征的环境，如系统-环境耦合强度，截止频率和温度的信息。这些估计通常是通过只考虑探测器经历退相干的方式来进行的。然而，我们表明，有关环境的信息也通过探针和环境的相关性，存在之前的探针状态准备的探针上印记。这些信息可用于改进我们对任何环境的估计。我们将这个一般结果应用到一个特殊的情况下，一个二能级系统探针进行纯移相，由于谐振子环境，表明，急剧增加的量子费舍尔信息，因此，我们的估计精度，确实可以得到。我们还考虑向探针施加周期性控制脉冲，以表明通过两者的组合-控制脉冲的效果以及初始相关性-量子费舍尔信息可以增加数量级。
2020-12-31 quant-ph
Characterizing non-deterministic noiseless linear amplifiers at the quantum limit
我们解决的非确定性无噪声线性放大器（NLA）的增益参数的表征和比较不同的估计策略，使用量子估计理论的工具的性能。首先，我们表明，与天真的期望相反，后选择仅放大状态并不能提供最准确的估计。然后，我们专注于NLA的最小实现，即通过耦合输入状态到一个两级系统获得的，并表明，通过测量整个复合系统获得的最大量的信息的增益的NLA。这种最佳情况下的量子费舍尔信息（QFI）的一些细节进行了分析，并比较后选择状态的QFI，无论是成功的和不成功的放大。最后，我们表明，充分提取的可用信息时，实现了非确定性的过程中，由Lüders仪器。本文还分析了用单模纯态探测NLA和测量光场或量子数所能达到的精度，并详细讨论了压缩真空和相干态的具体情况。
2019-01-22 quant-ph
Characterizing Multipartite Non-Gaussian Entanglement for Three-Mode Spontaneous Parametric Down-Conversion Process
最近，通过超导腔中的直接三模自发参量下转换，已经观察到了强非高斯态[Phys. Rev. X 10，011011（2020）]。所产生的多光子非高斯关联对于各种量子信息任务都是有吸引力和有用的。然而，如何检测和分类的多体非高斯纠缠尚未完全理解。在这里，我们提出了一个实验上实用的方法来表征连续变量多体非高斯纠缠，通过引入一类非线性压缩参数，涉及可访问的高阶矩相空间求积。由于这些参数可以依赖于任意的运营商，我们认为他们的分析优化一组实际的测量，以检测不同类别的多体非高斯纠缠，从完全可分离的完全不可分的。我们证明了非线性压缩参数作为一个很好的近似的量子费舍尔信息内可访问的三阶矩。非线性压缩的程度量化了这些纠缠态提供的非线性优势。此外，通过对上述实验的分析，我们证明了我们的方法可以在不需要完全了解量子态的情况下，通过有限次的测量来确定完全不可分的三重非高斯纠缠态.
2022-07-14 quant-ph
Scaling of quantum Fisher information for quantum exceptional point sensors
针对量子例外点传感器，本文研究多模二次玻色系统，推导 QFI 精确解析公式，揭示其与 EP 阶数的标度关系，并验证高阶 EP 可显著提升灵敏度。
2024-04-04 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Enhanced frequency and temperature estimation by a $\mathcal{PT}$-symmetric quantum oscillator
该研究以量子 Swanson 振子为探针，利用量子 Fisher 信息、增益函数、能量代价及 Dyson 映射分析非厄米贡献，证明其可增强频率与温度估计。
2025-03-17 quant-ph
Local quantum uncertainty guarantees the measurement precision for two coupled two-level systems in non-Markovian environment
量子费舍尔信息（QFI）是影响基于量子Cramér-Rao不等式的量子参数估计精度的重要特征。当量子态满足von Neumann-Landau方程时，局域量子不确定性（LQU）作为一种量子关联存在于二分混合态中，保证了最优相位估计协议中QFI的下界[Phys.Rev.Lett. 110（2013）240402]。然而，在开放量子系统中，LQU和QFI之间通常没有明确的关系。本文研究了两个相互作用的二能级系统耦合到独立的非马尔可夫环境中的开放系统中的LQU和QFI之间的关系，系统的初始纠缠态嵌入了一个相位参数$θ$ .分析计算表明，QFI不依赖于相位参数$θ$，通过增强耦合强度或非马尔可夫性可以抑制QFI的衰减。同时，LQU与相位参数$θ$有关，表现出丰富的现象。特别地，我们发现当两个系统之间的耦合被切断或初始态为Bell态时，LQU可以很好地束缚QFI。
2018-02-25 quant-ph
Towards Quantum Simulation of Non-Markovian Open Quantum Dynamics: A Universal and Compact Theory
本文提出二次量子化中的耗散子嵌入量子主方程（DQME-SQ），一种精确紧凑且可由量子电路表示的普适理论，用于量子模拟非马尔可夫开放量子动力学，并在玻色子和费米子环境中验证其有效性。
2025-01-22 cond-mat.str-el physics.chem-ph quant-ph
Non-Markovian amplitude damping in a central spin model with random couplings
本文研究随机耦合中心自旋模型中的非马尔可夫动力学，发现动力学特性取决于环境记忆与系统-环境相互作用结构，且QFI流在弱耦合和近共振区域可能失效而BLP度量仍能检测信息回流，揭示了记忆效应物理起源并指出随机性与调制可用于设计抗噪声量子技术。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum probing beyond pure dephasing
量子探测是利用与复杂环境相互作用的简单量子系统来提取关于某些环境参数的精确信息的技术，例如环境的温度或其光谱密度。在这里，我们分析了单量子位探针在表征欧姆玻色子环境在热平衡的性能。特别是，我们分析了调整探针和环境之间的相互作用哈密顿量的影响，超越了传统的纯退相的范例。在弱耦合和短时间的制度，我们解决的动力学的探针解析，而数值模拟中采用的强耦合和长时间的制度。然后，我们评估的量子费舍尔信息的截止频率和环境的温度的估计。我们的研究结果提供了明确的证据表明，纯失相不是最佳的，除非我们把注意力集中在短时间。特别是，我们发现了几个工作制度的存在下，横向相互作用提高了最大可达到的精度，即它增加了量子费舍尔信息。我们还探讨了探测器的初始状态和探测器的特征频率在确定估计精度中的作用，从而为设计优化的探测器以在量子水平上表征玻色子环境提供了定量指导。
2020-08-25 quant-ph
Multipartite entanglement hidden in vector-chiral correlations of spin-1/2 chains
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
该研究为自旋-1/2链建立矢量手性关联的量子Fisher信息界，证明其可表征多体纠缠深度，并通过多铁性材料的介电损耗谱实现实验探测。
2026-10-08 cond-mat.str-el quant-ph
Data-driven learning of non-Markovian quantum dynamics
University of New Mexico（新墨西哥大学）；Sandia National Laboratories（桑迪亚国家实验室）
本文提出了一种数据驱动的学习方法，用于表征量子门并捕捉非马尔可夫性，以更准确地诊断噪声源。
2026-02-06 quant-ph
Universal learning of nonlocal entropy via local correlations in non-equilibrium quantum states
本文提出利用多层感知机建立非平衡量子态中QMI与局部相关性的映射，为实验提取QMI提供方法，并构建了重建其他非局域可观测量的通用框架。
2025-11-23 quant-ph
Information geometry of non-equilibrium quantum states: Mixed metric structures on an extended information manifold
Fukuoka Institute of Technology（福冈工业大学）；Zhejiang University（浙江大学）
本文以横场伊辛链模型为平台，构建非平衡量子态的信息几何框架，研究混合度量分量$g_{ht}$等几何可观测量，分析其与纠缠熵、Loschmidt回波的关联，为非平衡量子态表征提供几何视角。
2026-09-02 cond-mat.stat-mech hep-ph quant-ph
Survey of the Hierarchical Equations of Motion in Tensor-Train format for non-Markovian quantum dynamics
本文系统综述了非马尔可夫开放量子系统中层级运动方程及其张量列格式实现，并通过量子比特与洛伦兹浴、相干转移、稳态光谱和激发转移等实例展示其原理与计算优势。
2023-03-08 physics.chem-ph physics.comp-ph quant-ph
