Quantum coherence and state conversion: theory and experiment
相干性的资源理论研究量子技术中叠加的操作价值。这一理论中的一个关键问题涉及资源的操纵和相互转换的效率。在这里，我们完全解决了这个问题的量子比特状态，通过确定混合状态转换的最佳概率，通过随机非相干操作。扩展到分布式场景的讨论，我们介绍和解决的任务，辅助非相干状态转换的过程中，通过利用与第二方的相关性增强。在此基础上，我们通过实验证明了最佳状态转换概率可以在线性光学装置中实现。这为当前量子技术中相干变换的现实应用铺平了道路。
2019-03-04 quant-ph
Tailoring indistinguishability of photons using longitudinal spatial coherence
本文提出通过操控双光子的纵向空间相干性来控制光子不可区分性，实验证明改变纵向空间相干性可调节 Hong-Ou-Mandel 凹陷宽度，突破了仅依赖频率宽度的传统认识。
2025-02-10 quant-ph
Dynamical Characterization of Quantum Coherence
该研究提出平均量子距离概念，将量子相干性解释为时间无关哈密顿量的平均演化速度，扩展至开放量子动力学并界定其平均演化速度，结合哈密顿量本征值决定瞬时演化速度，还分析了量子电池充放电，为理解量子资源动力学能力提供新途径。
2025-04-20 quant-ph
Optical coherence of Er$^{3+}$:Y$_2$O$_3$ ceramics for telecommunication quantum technologies
我们报道了Er $^{3+}$：Y $_2$ O $_3$陶瓷在毫开尔文温度下的光学均匀线宽为580 $\pm$ 20 Hz，这是迄今为止在稀土掺杂陶瓷中最好的。我们显示了慢频谱扩散的$\sim$ 2千赫超过毫秒的时间尺度。温度，场依赖性的光学相干性和光谱扩散揭示了剩余的退相机制作为弹性的两个层次系统在多晶晶界和超超精细相互作用的Er $^{3+}$与核自旋。此外，我们进行光谱烧孔和测量高达5秒的空穴寿命。这些光谱结果使Er $^{3+}$：Y $_2$ O $_3$陶瓷成为电信量子存储器和光-物质界面的有希望的候选者。
2020-01-06 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Cavity-mediated coherence protection and one-axis twisting for spins in solids
California Institute of Technology（加州理工学院）；Chimie ParisTech, PSL University, CNRS, Institut de Recherche de Chimie Paris（巴黎化学学院，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，巴黎化学研究院）
本文展示了固态中通过腔体介导的全对全相互作用，实现了超辐射发射和一轴扭曲动力学，延长了相干时间并抑制了退相位，对量子技术有重要影响。
2026-04-29 quant-ph
Stochastic Coherence Theory for Qubits
相干性的资源理论研究量子技术中叠加的操作价值。这一理论的一个关键问题是关于这种资源的操纵和相互转换的效率。在这里，我们完全解决了这个问题的混合状态的量子位通过确定混合状态转换的最佳概率，通过随机非相干操作。这意味着混合单量子比特状态之间的渐近状态转换率的新的下界，在某些情况下被证明是紧的。此外，我们还得到了在给定相干代价下，所有单比特态之间的最小相干性，这为相干性理论的不可逆性提供了新的解释。
2019-03-11 quant-ph
Probabilistic Coherence Transformation Under Strictly Incoherent Operation
本研究针对严格非相干操作下的概率相干变换问题，借助优超格适配贪婪与节俭协议，发现相干增益与成功概率存在权衡，且该变换可助力相干到纠缠的转换。
2025-06-13 quant-ph
Coherence-based operational nonclassicality criteria
本文提出仅依赖实验可测数据的可操作判据，用于检测单个量子相干性的非经典性，并分析其在损耗与噪声信道下的鲁棒性，可广泛应用于多类量子实验。
2022-10-10 quant-ph
A new coherence measure based on fidelity
量化相干性是量子基础和量子技术的重要努力。本文根据[T. Baumgratz，M. Cramer和M. B. Plenio，Phys. Rev. Lett. 113，140401（2014）]。我们的措施是基于保真度和分析计算的任意状态的量子位。作为它的应用之一，我们证明了我们的测度可以用来检验一个纯量子比特态是否可以仅仅通过非相干操作转换成另一个纯量子比特态或混合量子比特态。
2017-07-05 quant-ph
Demonstrating quantum coherence and metrology that is resilient to transversal noise
量子系统可以用于破坏性技术，但实际上，由于噪声环境，量子特征是脆弱的。量子相干性，一个基本的这样的特征，是一个基础依赖的属性，已知表现出对某些类型的马尔可夫噪声的弹性。然而，目前尚不清楚这种弹性是否可以在实际任务中发挥作用。在此，我们实验研究了在马尔可夫比特翻转噪声下光子Greenberger-Horne-Zeilinger态的量子相干性的弹性效应，并探讨了它在噪声度量中的应用.特别是，使用多达六个量子位探针，我们证明了标准量子极限可以优于下的横向噪声强度约等于信号的幅度，提供了实验证据的优势，即使在不相关的马尔可夫噪声的存在下。这项工作突出了被动控制在有噪声的量子硬件中的重要作用，它可以作为量子纠错等传统方法的低开销补充，从而影响量子技术在现实世界中的部署。
2019-11-01 quant-ph
Coherence properties of electron beam activated emitters in hexagonal boron nitride under resonant excitation
二维材料作为研究量子现象和生产原型量子技术的平台越来越受欢迎。二维材料中的量子发射器可以承载两个能级系统，其可以充当用于量子信息处理的量子位。在这里，我们描述的行为的位置控制的量子发射体在六方氮化硼在低温下。在二十多个位置，我们观察到一个超窄分布的零声子线在~436 nm，连同强烈的线偏振发射。我们采用共振激发来表征发射线型，发现光谱扩散和声子展宽有助于线宽在1 - 2 GHz的范围内。拉比振荡的范围内观察到的共振激发功率，并在1 $μ$ W激发相干叠加保持高达0.90纳秒。我们的研究结果是有希望的未来就业的量子发射器在hBN的可扩展的量子技术。
2022-05-18 quant-ph
Quasiprobability representation of quantum coherence
本文介绍了一种构造任意量子相干性概念的准概率表示的一般方法。我们的技术产生一个非负的概率分布的任何经典状态的分解。相反，量子现象是根据有符号分布来证明的，即，准概率，以及通过经典状态不可访问的剩余分量。我们的统一方法结合了成熟的概念，如量子光学中的相空间分布，与量子技术相关的量子资源。我们应用我们的方法来分析各种形式的量子相干性在不同的物理系统。此外，我们的框架使得揭示系统之间复杂的量子关联成为可能，例如，通过多体纠缠的准概率表示。
2018-06-21 quant-ph
Parameterized coherence measure
本文利用Tsallis相对算子$(α, β)$-熵提出一种新的量子相干度量，证明其满足所有相干度量标准，并研究其与多种相干度量在量子比特态下的排序，为相干性和纠缠度量提供新方法。
2023-06-21 quant-ph
Quantifying coherence with respect to general quantum measurements
相干性是量子理论的基石，也是量子技术优势的前提。在最近的工作中，关于一般量子测量（POVM）的相干性的概念被引入并嵌入到一个资源理论框架中，该框架概括了相干性的标准资源理论。特别是，POVM非相干（自由）状态和操作被建立。在这项工作中，我们将探讨这个框架的特点，由于丰富的结构POVM相比，投影测量。此外，我们引入了一个严格的，probabilisitic框架POVM为基础的一致性措施和自由操作。这导致引入新的，强单调的资源措施，整齐地概括了著名的标准一致性措施。最后，我们证明了POVM-相干性的相对熵等于密码学随机性增益，为相干性的概念提供了一个重要的操作意义。
2019-07-19 quant-ph
Inducing nontrivial qubit coherence through a controlled dispersive environment
我们展示了如何色散制度的Jaynes-Cummings模型可能作为一个有价值的工具，开放量子系统的研究。我们采用自下而上的方法来构建一个环境，保持量子比特的能量和诱导不同的相干动力学。然后，我们提出了一个紧凑的表达量子位的相干性，在这里适用于有限数量的热填充模式的情况下，在环境中的推导。我们还讨论了如何调整模型参数，以促进量子比特相干性的短时单调衰减（STMD）的产生。我们的研究结果提供了一个广泛适用的平台，节能开放系统动力学的调查，这是完全掌握目前的量子技术。
2019-03-07 quant-ph
Metamaterials in Superconducting and Cryogenic Quantum Technologies
本综述提出将超材料作为解决超导量子计算机相干性与扩展性挑战的方案，通过调控光子态密度抑制退相干并实现长程耦合，推动其成为下一代量子技术的核心架构。
2025-06-24 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Simulating Quantum Algorithms Using Fidelity and Coherence Time as Principle Models for Error
随着各种量子计算技术继续争夺量子霸权，几个参数已经成为量子比特质量的基准。这些包括保真度，相干时间，连通性和其他一些。在本文中，我们的目标是研究这些参数的重要性及其对量子算法的影响。我们提出了一个现实的连接几何形状和形式的量子线路的Bernstein-Vazirani，QFT和Grover算法的基础上选择的几何形状的限制。然后，我们模拟这些算法使用错误模型，研究门保真度和相干时间的影响，成功的算法。我们报告模拟结果，并注意到产生可靠成功结果的各种基准值。
2020-03-03 quant-ph
Endurance of Quantum Coherence in Born-Markov Open Quantum Systems
量子相干性是多粒子干涉和纠缠等基本现象背后的物理性质，它已成为建立现代技术的宝贵资源。一般来说，量子相干性最突出的对手是相关动力学系统与其环境相互作用产生的噪声。然而，在某些条件下，噪声的存在可能会驱使量子和经典系统忍受有趣的非平凡效应。沿着这些思路，我们在这里从理论和实验上证明，当两个不可区分的粒子通过受噪声影响的量子网络共同传播时，系统总是演变成一个稳定状态，其中某些可分离状态之间的相干性永远占上风。此外，我们表明，相同的稳定状态与幸存的量子相干性达到无关的配置，其中颗粒制备。
2017-09-13 quant-ph
Creating and destroying coherence with quantum channels
新兴的量子技术依赖于我们建立和控制非经典态量子系统的能力，表现出纠缠和量子相干性。因此，理解如何以最有效的方式创造纠缠和相干至关重要。在这项工作中，我们研究了最佳的方式来创建大量的量子相干性通过量子信道。为此，我们比较了不同的情况下，其中的通道是作用于一个不相干的状态，具有一致性的状态，也对子系统的多体量子态。我们表明，在多体系统中的相关性不增强的能力，一个量子信道，以创造连贯性。我们还研究了量子信道破坏相干性的能力，证明了一个信道作用于一个二分态的子系统时，可以破坏更多的相干性。更重要的是，我们还证明了当全态纠缠时，多体系统的相干性破坏可以超过单体系统的相干性破坏的上界。我们的结果大大简化了量子信道相干产生能力的评估，我们也讨论。
2021-09-22 quant-ph
Thermally-induced qubit coherence in quantum electromechanics
量子相干性是量子系统处于正交量子态叠加的能力，是量子力学的一个显著特征，它标志着对经典物理的偏离。相干在量子传感和计量学、量子热力学和计算中有着广泛的应用。一个特别有趣的是，可以观察到从热能以反直觉的方式产生的相干性，而不需要实施涉及相干驱动序列的复杂协议。在这篇手稿中，我们研究了量子相干性出现在一个混合系统由一个两能级系统（量子比特）和一个热量子谐振子（材料力学振荡器），最近的实验进展的启发，在这样的系统的制造。我们表明，量子相干性是创建在这样一个复合系统中的部件的相互作用，并持续相关的阻尼。这种方案的实现将证明以前未观察到的相干产生机制，并且可以有益于具有机械振荡器和量子比特的混合量子技术。
2022-06-09 quant-ph
Quantum cryptography in the aspect of popularization of science and development of professional and technical qualifications
量子物理学的神秘光环使量子技术的发展变得困难。揭开神秘面纱需要方法论技术，解释量子技术的基础知识，而不需要隐喻和抽象数学。文章以基于相位编码的BB84量子密钥分发协议为例进行了说明。这使您可以无缝地熟悉真正的加密安装QRate，在WorldSkills比赛中使用的“量子技术”的能力。
2021-04-29 physics.pop-ph quant-ph
Synthesizing and multiplexing autonomous quantum coherences
本文提出一种仅耦合玻色子浴的自旋系统方法，通过避免反作用破坏效应，非微扰地合成并多路复用量子相干性，以克服先前限制并用于原理验证实验。
2024-06-25 quant-ph
Coherence measures in the strictly incoherent operation framework and its application in the multi-path interferometer
School of Science, Beijing Information Science and Technology University（北京信息科技大学理学院）
本文在严格非相干操作框架下，基于保真度提出一种新的相干度量，推导其解析表达式及与其他度量的关系，证明其单调性，并将其应用于多路径干涉仪中波动性的刻画，给出保真度形式的波粒二象性关系。
2026-06-18 quant-ph
Experimental quantification of coherence of a tunable quantum detector
量子相干性是量子技术用来实现超越经典器件的性能的基本资源。实现这一优点的必要前提是测量设备能够从测量统计中检测相干性。基于最近发展的量子操作的资源理论，在这里，我们量化实验的能力，一个典型的量子光学探测器，弱场零差探测器，检测相干性。我们推导了一种改进的量子探测器层析成像算法，并将其应用于重建不同配置的探测器的正算子值测度（POVM）。重建的POVM，然后使用两个可计算的措施来评估如何以及检测器可以检测到的相干性。作为第一个从资源理论角度对量子测量进行的实验研究，我们的工作为严格评估量子测量装置的性能提供了新的思路。
2020-09-29 quant-ph
Maximally coherent mixed states: Complementarity between maximal coherence and mixedness
量子相干性是量子资源理论研究中的一个关键因素，也是量子技术设计和实现的主要促进因素。然而，量子相干性的丰富性受到环境噪声的严重限制，环境噪声由量子系统中的信息损失（以其纯度衡量）表示。在这项工作中，我们推导出量子系统的混合性对它所能拥有的量子相干性的限制。我们得到了一个分析的折衷之间的两个量，上限的最大量子相干性在一个系统中固定的混合。这就产生了一类量子态，“最大相干混合态”，其相干性在任何纯度保持操作下都不能进一步增加。对于上述类型的状态，量子相干性和混合性满足互补关系，这对于理解开放量子系统中资源和噪声之间的相互作用至关重要。
2015-05-28 quant-ph
Protecting qubit coherence by spectrally engineered driving of the spin environment
现代量子技术关键依赖于减轻量子退相干的技术;这些技术可以是被动的，例如通过材料工程实现，或者是主动的，通常通过施加到量子位的脉冲单色驱动场实现。使用固态缺陷自旋耦合到微波驱动的旋转浴，我们实验证明了一种退相干缓解方法的基础上，光谱工程的环境噪声与多色驱动波形，并表明它优于单色技术。结果与定量建模一致，并使用应用于环境而不是量子位的定制设计的波形打开了主动退相干保护的路径。
2021-01-24 quant-ph
Experimental demonstrations of coherence de Broglie waves using sub-Poisson distributed coherent photon pairs
最近，一种新的量子力学解释已经发展为光子的波动性质，其中量子关联的确定性成为一种固有性质，而不违反量子力学。在这里，我们实验证明了所谓的相干德布罗意波（CBW）的量子关联的波动性质的直接证明使用亚泊松分布的相干光子对从衰减激光。实验观测数据与解析解和数值计算相吻合。因此，CBW为确定性和宏观量子技术铺平了道路，例如量子精密测量，量子传感，甚至量子通信，由于基于粒子本质的量子力学的微观非确定性，这些技术受到严重限制。
2021-07-22 quant-ph
Endurance of quantum coherence due to particle indistinguishability in noisy quantum networks
量子相干性是多粒子干涉和纠缠等基本现象背后的物理性质，已成为现代技术赖以建立的宝贵资源。一般来说，量子相干性最突出的对手是相关动力学系统与其环境相互作用产生的噪声。然而，在某些条件下，噪声的存在可能会驱使量子和经典系统忍受有趣的非平凡效应。在这种情况下，在这里，我们证明，理论和实验，当两个不可区分的非相互作用的粒子共同传播通过量子网络受非耗散噪声的影响，系统总是演变成一个稳定的状态，其中相干占粒子的不可逆性永远占上风。此外，我们表明，即使当初始状态表现出经典相关性时，也可以达到具有幸存量子相干性的相同稳态。
2018-10-12 quant-ph
Basis-Independent Coherence Dynamics of Tripartite States under Pure Dephasing
Techno Main Salt Lake (Engg. Colg.), Techno India Group（印度技术集团萨尔塔莱克工程学院）
研究三方态在纯退相环境下与基矢无关的相干动力学，通过分析马尔可夫和非马尔可夫区域中局部与共同退相的影响，揭示相干性变化规律，表明该相干度量更具弹性，为开放量子系统相干保持提供新见解及强大量子资源。
2026-09-04 quant-ph
Preserving quantum coherence in thermal noisy systems via qubit frequency modulation
IMDEA Networks Institute（IMDEA网络研究所）；University of Guilan（吉兰大学）
该研究分析频率调制量子比特在热耗散与退相位通道中的相干保持机制，明确FM对热耗散有效、对纯退相位无效，并给出双通道条件下的适用边界。
2025-10-19 quant-ph
Experimental Test of Relation between Coherence and Path Information
量子相干性是量子力学最基本的特征之一，它源于粒子在经典范畴之外的叠加行为。波粒二象性现象与量子相干性有着密切的联系，它们具有相同的起源。最近，量子相干性和路径信息之间的一个简洁的关系已经被理论推导出来。在这里，我们实验测试这种新的对偶l1-范数的措施和最小误差状态歧视。我们制备了三类以偏振自由度编码的双光子态，其中一个光子作为目标，另一个光子作为探测器。我们观察到，波粒互补和Bagan的平等，定义的相干和路径信息之间的对偶关系，是很好地满足。我们的研究结果可能会对波粒二象性的本质和量子相干性作为量子技术的基础资源的应用提供新的启示。
2018-12-03 quant-ph
Activation of entanglement from quantum coherence and superposition
量子纠缠和相干性是自然界的两个基本特征，产生于量子力学的叠加原理。虽然在量子理论的早期被认为是令人困惑的现象，但直到最近，纠缠和相干才被认为是新兴量子技术的资源，包括量子精密测量，量子通信和量子计算。在这项工作中，我们研究的限制之间的相互转换的相干和纠缠。我们证明了一个基本的不去定理，说明一般的叠加资源理论不允许纠缠激活。通过构建一个CNOT门作为一个自由的操作，我们的实验表明，这种激活是可能的量子相干性的约束框架内。我们的研究结果为相干和纠缠之间的相互作用提供了新的见解，代表着解决量子信息科学中长期悬而未决的问题迈出了实质性的一步。
2017-10-13 quant-ph
Steady-State Coherences under Partial Collective non-Markovian Decoherence
Dalian Minzu University（大连民族大学）；Ocean University of China（中国海洋大学）；University of Toronto（多伦多大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克科学基金会）
研究部分集体非马尔可夫衰减对稳态共轭的影响，揭示其复杂行为并提供评估近似方法的基准。
2026-02-24 quant-ph
Intrinsic randomness as a measure of quantum coherence
根据量子力学理论，测量中的内在随机性是量子效应区别于经典效应的重要标志。从态的角度来看，这种量子特性可以概括为在特定（经典）计算基础上的相干或叠加。最近，Baumgratz等人将相干性视为一种物理资源，为一致性措施提出一个全面框架。在这里，我们提出了一个量子相干性测量本质上使用的测量的内在随机性。本文提出的连贯性测度为连贯性资源理论的完善提供了一个答案。同时，我们表明相干蒸馏过程可以被视为量子提取，可以被视为经典随机数提取的等价过程。从这个观点出发，所提出的相干性度量也阐明了量子相干性的操作方面。最后，我们的结果表明两种类型的量子性-相干和纠缠之间有很强的相似性。
2017-03-31 quant-ph
Hierarchical Verification of Non-Gaussian Coherence in Bosonic Quantum States
本文提出一个包含绝对、相对和量子比特特定阈值的分层框架，用于验证玻色量子态局域相干的非高斯性，并首次利用高纯度预告式光学非高斯态对光子数态相干性进行了详细评估。
2025-08-28 quant-ph
From Quantum Optics to Quantum Technologies
量子光学是研究光的内在量子特性的学科。在20世纪后半叶，实验和理论的进展共同发展;如今，量子光学为量子力学的许多基本方面提供了实验平台，如相干性和量子纠缠。量子光学直接或间接地触发了量子技术的诞生，其目的是利用非经典量子效应在从量子密钥分发到量子计算的应用中。量子光仍然是许多最有前途和潜在变革性量子技术的核心。在这篇综述中，我们庆祝彼得·奈特爵士的工作，并概述了量子光学的发展及其对量子技术研究的影响。我们描述了核心的理论工具来表达和研究光的量子特性，关键的实验方法来控制，操纵和测量这些属性和它们的应用在量子模拟，和量子计算。
2017-07-10 quant-ph
Quantifying the particle aspect of quantum systems
本文为任意物理系统的量子态引入粒子性的平行概念，建立粒子性资源理论并量化，证明其与量子相干性存在互补关系。
2025-01-22 quant-ph
Probabilistic distillation of quantum coherence
提取量子相干性的能力对于优化量子技术的性能至关重要;然而，这样的任务并不总是能够确定地完成。在这里，我们开发了一个一般框架的概率蒸馏的量子相干性在一个一次性的设置，建立基本的限制不同类别的自由操作。首先，我们提供了一个几何解释的最大成功概率，最大不相干操作（MIO）和去相位协变不相干操作（DIO）下的问题可以简化成有效的可计算的半定程序。利用这些结果，我们发现，DIO和它的子集的严格非相干操作（SIO）有相同的权力，从纯输入状态的相干性的概率蒸馏，而MIO严格更强。然后，我们证明了一个基本的不去的结果：从任何满秩状态提取相干性是不可能的，即使是概率。我们进一步发现，在某些条件下，最大成功概率可以突然消失超过一定阈值的蒸馏保真度。最后，我们考虑概率相干蒸馏辅助催化剂，并证明，与具体的例子，其优越性的无辅助和确定性的情况下。
2018-07-31 quant-ph
Experimental cyclic inter-conversion between Coherence and Quantum Correlations
量子资源理论试图量化赋予量子技术操作优势的非经典性来源。其中最主要的是对量子关联和量子相干性的研究。前者是为了隔离系统间相关性的非经典性，后者是为了捕捉单个物理系统中量子叠加的非经典性。在这里，我们提出了一个计划，这些资源之间的循环相互转换没有损失。第一阶段将输入系统中存在的相干性转换为与辅助系统的相关性。第二阶段利用这些相关性，通过测量辅助信息来恢复输入系统的一致性。我们实验证明了这种相互转换过程中使用线性光学。我们的实验突出了局域量子系统中相关性的非经典性和非经典性之间的联系，并在利用一种资源执行通常与另一种资源相关的任务方面提供了潜在的灵活性。
2017-10-04 quant-ph
Quantum Open System Theory: Bipartite Aspects
我们证明，在简单的计算，即使在理想的弱噪声的松弛的二分开放量子系统包含以前没有遇到的量子噪声物理的元素。虽然加性的衰减率是已知的是通用的一个单一的系统的退相干，我们证明，它打破了即使是最简单的复合系统的二分相干。
2006-09-01 quant-ph
Long-lived coherence in driven spin systems: from two to infinite spatial dimensions
在强相互作用自旋的无序集合中，在周期性脉冲驱动下出现的长寿命相干性为未来的量子技术提供了巨大的优势，但这种现象的物理起源和关键特性仍然知之甚少。我们从理论上研究了不同维数的系综中的这种效应，并预测了在二维和无限维（每个自旋都与所有其他自旋耦合）系统中存在长寿命的相干态，这对量子传感和量子信息处理特别重要。我们探讨了从二维到无限维的过渡，并表明在所有维度的长时间相干动力学是定性相似的，虽然短时间的行为是截然不同的，表现出依赖于维度的奇异性。我们的研究建立了不同维度的长寿命相干性的共同物理起源，并表明这种效应是具有位置无序的强耦合自旋系统的一个普遍特征。我们的研究结果奠定了基础，利用长寿命的相干在一系列的应用，从量子传感与二维自旋系综，量子信息处理与无限维自旋系统中的腔QED设置。
2021-07-12 quant-ph
Improving On-Demand Single Photon Source Coherence and Indistinguishability Through a Time-Delayed Coherent Feedback
本研究针对单光子源相干性与不可区分性提升需求，在可扩展波导系统中引入延时相干反馈方案，经量子轨迹模型仿真验证，可将不可区分性最高提升57%，同时抑制片外衰减和纯消相的不利影响。
2024-10-07 quant-ph
Coherence as a resource for phase estimation
Universität Ulm（乌尔姆大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）
本文研究了量子相干在相位估计中的作用，通过构建相干资源理论，证明相干度越高，相位估计的精度越高，从而确立相干作为提升量子技术性能的资源。
2026-05-08 quant-ph
Coherence properties of shallow donor qubits in ZnO
晶体中的缺陷是基于光子的量子技术的主要候选者，但开发实用设备的进展关键取决于改善缺陷光学和自旋特性。基于这种需要，我们研究了一种新的缺陷量子比特候选者，ZnO中的浅施主。我们展示了施主量子比特的电子自旋态的全光控制，并测量了自旋相干性。我们发现一个纵向弛豫时间T $_1$超过100毫秒，一个不均匀的退相时间T $_2^*$的$17\pm2$ ns，和一个哈恩自旋回波时间T $_2$的$50\pm13$ $μ$ s。T $_2^*$的大小与天然ZnO中核超精细场的不均匀性一致。限制T $_2$的可能机制包括瞬时扩散和核自旋扩散（光谱扩散）。这些结果与天然硅中的磷供体系统相当，表明通过同位素和化学纯化，可以在直接带隙半导体中获得供体自旋的长量子位相干时间。这项工作激励了进一步研究高纯度材料生长，量子器件制造和高保真控制的施主：ZnO系统的量子技术。
2018-05-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Scalable protocol to coherence estimation from scarce data: Theory and experiment
Center on Frontiers of Computing Studies, Peking University（北京大学前沿计算研究中心）；School of Computer Science, Peking University（北京大学计算机学院）；ZQuantum (Beijing) Technology Co., Ltd（量子智算（北京）科技有限公司）；College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University（南京大学工程与应用科学学院）；Department of Physics, Shandong University（山东大学物理学院）
本文提出一种可扩展协议，从有限数据中估计量子相干性，并通过实验验证其实用性。通过将NP难的相干性估计问题转化为高效优化，降低了计算成本，适用于大规模量子系统。
2025-10-24 quant-ph
Spatial multiplexing of squeezed light by coherence diffusion
由于在光束分裂期间的噪声污染，原则上禁止空间分裂非经典光束。提出了一种利用原子热运动实现压缩光空间复用的平台。在抗弛豫涂覆的蒸气室中的单独空间模式的光通道共享由所有通道通过原子的相干扩散共同创建的相同的长寿命原子相干性，这反过来增强了负责光压缩的单个通道的非线性过程。因此，即使激光功率低于压缩光产生的阈值，它也表现为一个光通道中的压缩光传输到其他远距离通道。利用低功率激光$\sim\text{mW}$产生了压缩光束阵列。这种方法在多节点量子网络和量子增强技术（如量子成像和传感）中具有很大的应用前景。
2018-12-20 quant-ph
Clock-transition-enabled long electron spin coherence of telecom emitters in CeO$_2$
Indian Institute of Technology Madras（印度理工学院马德拉斯分校）；Tata Institute of Fundamental Research Hyderabad（塔塔基础科学研究院海得拉巴）；UCL（伦敦大学学院）
研究通过模拟探讨 CeO₂ 中 Er³+ 电子自旋量子比特的相干特性，发现稀释掺杂和低温下可实现秒级相干时间，为量子存储和网络提供新方案。
2026-10-16 quant-ph
Maximal Steered Coherence in Accelerating Unruh-DeWitt Detectors
本文研究相对论性加速下Unruh温度和能级对不同初始态最大引导相干性（MSC）演化的影响，发现MSC行为随初始态参数变化，Δ=1时随Unruh温度升高产生MSC，更高能级有助于保持或增强MSC，为非惯性环境量子技术开发提供见解。
2024-11-28 quant-ph
Extending qubit coherence by adaptive quantum environment learning
退相干是量子比特与其周围环境相互作用的结果，它对量子技术的发展提出了严峻的挑战。最近，研究人员已经开始分析实时哈密顿学习方法如何基于比环境波动更快地估计量子比特状态来抵消退相干。在这项工作中，我们研究了如何利用学习过程中使用的量子测量的反作用来扩展量子比特的相干性。我们提出了一种自适应协议，通过学习量子位环境，缩小了可能的环境状态的分布。虽然量子测量的结果是随机的，我们表明，测量设置的实时自适应（基于以前的结果）允许确定性的减少浴分布的宽度，从而增加量子比特的相干性。我们数值模拟的协议的性能的氮空位中心在金刚石受到稀释浴的$^{13}$ C核自旋，发现一个相当大的改善非自适应策略的性能。
2019-11-27 quant-ph
Hierarchies of quantum non-Gaussian coherences for bosonic systems: A theoretical study
本文提出在Fock态基下利用情境依赖认证对玻色子系统相干性进行层级分类，推导并比较两种层级，评估其在损耗和热噪声下的可行性，并可扩展至多态多模场景。
2025-08-28 quant-ph
Pairwise Measurement Induced Synthesis of Quantum Coherence
具有不同能量的状态的量子相干叠加，即，能量基相干态是现代量子技术的重要资源。具有小相干性的状态可以自主地获得，由于弱相干驱动的影响，或者潜在地，由于环境的存在。在本文中，我们提出了一个基于测量的协议，量子相干性合成从个别系统（低初始相干性）到一个全球（和更高）的联合系统的相干性。作为一个输入，它使用$N$非相互作用的副本的二能级系统（TLS），具有低的初始能量和相干性。这些可以由，例如，弱的外部驱动力或可由与浴的相互作用引起。该协议有条件地合成具有比初始状态更高的能量和相干性的输出状态，表示其规则尚未得到很好研究的通用过程。除了能量和相干性之外，我们还研究了称为相互相干性的量，该量在协议应用后也有所增加。这种方法是基于应用程序的顺序成对投影测量TLS对（有条件地删除其基态），这是对角的TLS能量基础。相干合成的功能相对于TLS环境对系统的失相影响是鲁棒的。我们的方法可能会在量子传感、量子电池充电或其他应用中显示出其优势，其中从较小（较弱）的资源合成较大的相干系统是有用的。
2022-11-16 quant-ph
Imaginarity as a Resource within Quantum Coherence: Geometric Decomposition and Operational Conversion
School of Science, East China University of Technology（华东交通大学理学院）；School of Computer and Computing Science, Hangzhou City University（杭州城市大学计算机与计算科学学院）；School of Mathematical Sciences, Capital Normal University（首都师范大学数学科学学院）
研究将虚部性作为量子相干基本资源，通过几何分解划分相干性，给出两体系统相关界限，设计操作协议实现资源转换，对角哈密顿量下动力学演化有互补振荡，为分布式量子技术资源管理提供见解。
2026-07-17 quant-ph
Quantum coherence with incomplete set of pointers and corresponding wave-particle duality
量子相干性量化了量子系统中叠加的量，是若干现象和技术背后的原因和资源。它取决于系统的量子态被表达的自然基础，而这又取决于被分析和利用的物理设置。虽然量子相干性迄今为止已经被概念化，采用不同类别的完整的基础，确实存在有趣的物理情况，其中的自然基础是一个不完整的，一个例子是干涉设置与观察者控制只有一定比例的所有狭缝。我们对一般量子态引入了关于任意不完全基的量子相干性的量化，并发展了相应的资源理论，确定了自由态和操作。此外，我们还得到了多缝干涉系统中量子相干性与哪条路径信息之间的互补关系，这为我们提供了量子系统中波粒二象性的另一面，并证明了互补性在更一般的系统中是起作用的。
2021-08-12 quant-ph
Generic aspects of the resource theory of quantum coherence
非相干操作类在量子纯态集合上诱导了一个前序，定义为通过类内变换将一个状态转换为另一个状态的可能性。证明了如果两个$n$维纯态按自然均匀分布独立选取，则它们可比的概率为零，即$n\rightarrow\infty$。我们还研究了非相干转换的最大成功概率，并找到了其大- $n$渐近分布的显式公式。我们的分析是基于观察到的极值（最大和最小的组件）的随机点均匀采样的单位单纯形渐近分布为某些显式齐次马尔可夫链。
2021-07-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
