Asymptotic teleportation schemes bridging between standard and port-based teleportation
本文提出一种渐近隐形传态方案,通过联合测量变换连接标准与端口基隐形传态,分类解析量子比特协议并扩展到高维系统,为量子网络发展提供新途径。
2024-03-07 quant-ph
Port-based teleportation in arbitrary dimension
基于端口的隐形传态(Port-based teleportation,PBT)是2008年提出的一种量子隐形传态协议,它将状态传输到接收方,而不需要接收方进行任何校正。评估PBT的性能在计算上是困难的,以前的尝试只在小系统上成功。我们研究PBT协议,并充分表征其性能为任意尺寸和端口数。我们开发了新的数学工具来研究这些协议中出现的测量算子的对称性,并且属于部分转置置换算子的代数。首先,我们发展了上述代数的表示理论,它提供了一种优雅的方式来理解具有一般对称性的大系统的子系统的性质。特别是,我们介绍的理论的部分减少不可约表示,我们使用它来获得一个更简单的表示代数的部分转置置换算子,从而明确确定的性质的任何PBT计划的固定尺寸在多项式时间。
2017-09-25 quant-ph
Optimal Multi-port-based Teleportation Schemes
在本文中,我们介绍了一个基于多端口的隐形传态方案的最佳版本,允许发送大量的量子信息。通过给出平均成功概率和纠缠保真度的表达式,我们充分考虑了概率和确定性的情况。在概率的情况下,最终的表达式只依赖于全局参数描述的问题,如端口的数量$N$,远程系统的数量$k$,和本地尺寸$d$。相对于非最佳情况,它使我们能够显示端口数量的平方改进。我们还表明,当端口数$N$增加时,远距传送系统的数量可以增长,因为$o(N)$仍然具有高效率。在确定性的情况下,我们连接纠缠保真度与广义隐形传态矩阵的最大本征值。在这两种情况下,最佳的一组测量和发送器和接收器之间共享的最佳状态。所有的结果都是通过制定和解决原始和对偶SDP问题,这是由于现有的对称性可以解析地解决。我们使用广泛的工具,从表示理论和制定新的结果,可能是单独的利益,为潜在的读者。
2021-06-15 quant-ph
Port-based entanglement teleportation via noisy resource states
本文研究局部 Pauli 噪声下资源态对 PBT 的影响,用 Kraus 表示刻画信道并分析 PBET,给出传输纠缠关于初始纠缠与噪声的上下界。
2024-01-25 quant-ph
Optical-state truncation and teleportation of qudits by conditional eight-port interferometry
Pegg等人(1998 Phys.Rev.Lett. 81,1604)使得能够将输入光场的Fock状态扩展截断为仅量子位和qutrit(三维)状态。在这里,提出了一种广义剪刀装置使用八端口光学干涉仪。在基于光子计数结果的后选择之后,干涉仪通过在其Fock态展开的第(d-1)项处截断输入场(d=6)来实现qudit(d维)态的生成和隐形传态。选择性截断的例子,这可以被解释为一个Fock状态过滤和Fock空间中的输入光场的烧孔,进行了讨论。讨论了由于光子计数不完善而导致的截断的恶化,包括效率低下、暗计数和光电探测器的实际光子数分辨率。
2005-12-30 quant-ph
Asymptotic teleportation scheme as a universal programmable quantum processor
考虑了一种量子隐形传态方案,其中接收端有多个(N)输出端口,根据发送端的测量结果,只需要从N个端口中选择一个端口就可以得到被传态.我们证明了这种隐形传态是可能的,通过显示一个明确的协议,其中采用N对最大纠缠量子比特。发送方的最佳测量是平方根测量,并且在大的N限制下渐近地实现了完美的隐形传态保真度。这种渐进隐形传态可以用作通用可编程处理器。
2008-12-15 quant-ph
One-to-One Correspondence between Deterministic Port-Based Teleportation and Unitary Estimation
The University of Tokyo(东京大学)
研究确定性端口量子传送与单位元估计的最优保真度关系,推导端口量子传送的渐近最优保真度,并改进已有结果。
2026-03-22 quant-ph
Efficient Quantum Algorithm for Port-based Teleportation
本研究提出首个基于端口的隐形传态高效量子算法,借助扭曲Schur-Weyl对偶及对应变换算法,实现纠缠与NLQC酉复杂度关系的指数提升,也为近似通用可编程量子处理器提供首个非平凡高效算法。
2023-10-02 quant-ph
Port-based teleportation under pure-dephasing decoherence
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院理论物理中心);International Centre for Theory of Quantum Technologies, University of Gdańsk(格但斯克大学量子技术理论国际中心)
研究了在纯去相位退相干下基于端口的量子态传输,发现噪声适应的测量反而表现更差,并通过自旋-玻色模型探讨了环境对传输保真度的影响。
2026-09-09 quant-ph
Port-based telecloning of an unknown quantum state
本文将基于端口的隐形传态推广到隐形传态克隆场景,通过设计新的最优测量实现基于端口的隐形传态克隆,并在数值上证明其在某些情况下严格优于平凡的克隆再隐形传态协议。
2025-05-10 quant-ph
Minimal Port-based Teleportation
本文提出可行PBT协议的最小要求,构造兼具成功概率与高保真度的简单协议,并给出高效超密编码及PBT协议比较、转换方法。
2023-07-17 quant-ph
Optimality of the pretty good measurement for port-based teleportation
基于端口的隐形传态(PBT)是一种协议,其中Alice使用对被称为端口态的共享纠缠多体态的测量和前向经典通信将未知的量子态传送给Bob。在本文中,我们给出了一个明确的证明,所谓的相当好的测量,或平方根测量,是最佳的PBT协议的最大纠缠态的独立副本作为端口状态。然后,我们表明,非常相同的测量仍然是最佳的,即使当端口状态进行优化,以产生最佳的PBT协议。因此,在这两种情况下,都有一个特别好的测量方法可以实现最佳性能。以下众所周知的事实是这些结果的证明中的关键成分:(i)PBT的自然对称性,导致表示理论数据的描述;(ii)PBT与某些状态判别问题的运算等价性,这使我们能够使用相关半定程序的对偶性。在此过程中,我们重新推导了PBT协议性能的表示理论公式,这些公式在[Studzienski et al.,2017]和[Mozrzymas等人,2018]只使用酉群和对称群的表示理论的标准技术。本文的主要目的之一是提供这些美丽公式的简化推导。
2022-09-20 quant-ph
Parametric amplifier for Bell measurement in continuous-variable quantum state teleportation
参量放大器本质上是一个线性四端口器件,在放大并将两个输入发送到两个输出端口之前,它将两个输入耦合并线性混频。在这里,我们表明,正交相位振幅,参量放大器可以取代分束器发挥混频器的作用。我们将这一思想应用于一个连续变量量子态的隐形传态方案,在该方案中,参量放大器取代了贝尔测量中的分束器。我们证明了这种方案在Bell测量过程中是容损的,从而证明了PA在量子测量应用中优于BS。
2020-06-15 quant-ph
Continuous variable port-based teleportation
本文提出了连续变量系统中基于端口的隐形传态的一般表述,详细研究了 $N=2$ 的情况,将所得信道解释为能量截断,并分析了该限制下可自然模拟的信道类型。
2023-11-21 math-ph math.MP quant-ph
Characterising port-based teleportation as a universal simulator of qubit channels
基于端口的隐形传态(PBT)是一种采用多个贝尔对和联合测量来实现近似输入输出身份信道的隐形传态协议。用不同的多量子比特资源状态替换Bell对改变了所制定的信道,并允许PBT协议模拟身份之外的量子比特信道。因此,从使用一般资源状态的PBT产生的信道是感兴趣的。在这项工作中,我们完全取代的Choi矩阵的量子比特信道模拟的PBT协议的资源状态。我们还通过找到从资源状态到信道的Choi矩阵的映射的描述来描述PBT协议本身,该信道是通过使用该资源状态来模拟的。最后,我们利用我们的表达式来显示改进的模拟的幅度阻尼通道的PBT与有限数量的端口。
2021-04-26 math-ph math.MP quant-ph
Asymptotic performance of port-based teleportation
量子隐形传态是量子香农理论的基本组成部分之一。虽然普通的隐形传态简单有效,但基于端口的隐形传态(PBT)可以实现通用可编程量子处理器,瞬时非局域量子计算和基于位置的量子密码攻击等应用。在这项工作中,我们确定的PBT的性能的基本限制:对于任意固定的输入尺寸和大量的$N$的端口,最佳协议的误差是成比例的平方倒数的$N$。我们证明了这一点,通过推导出一个可扩展性界,通过相关的相应的优化问题的最低Dirichlet特征值的Laplacian的有序单纯形。同时给出了一个改进的端口数匹配序的逆界。此外,我们确定了PBT变体定义的最大纠缠资源状态的领先顺序渐近。这些结果的证明依赖于连接最近派生的表示理论公式随机矩阵理论。在此过程中,我们改进了约翰森的Schur-Weyl分布波动的收敛结果,这可能是独立的兴趣。
2019-12-10 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Port: Gamification of quantum teleportation for public engagement
Multimedia University(多媒体大学);Institute for Mathematical Research (INSPEM), Universiti Putra Malaysia (UPM)(马来西亚博特拉大学数学研究所);AR Display Resources(AR显示资源);SEGi College Subang Jaya(双溪毛糯世纪学院);Department of Physics, Faculty of Science, Universiti Putra Malaysia (UPM)(马来西亚博特拉大学理学院物理系)
通过将量子 teleportation 的图示规则游戏化为量子卡牌游戏 Quantum Port,提升公众对量子物理的理解和参与度。
2026-03-31 physics.ed-ph physics.pop-ph quant-ph
Economical (k,m)-threshold controlled quantum teleportation
研究了一种用于受控量子隐形传态的(k,m)阈值控制方案. GF(p)上素数p > m-1的标准多项式编码需要为此目的向每个控制器分配d维qudit,其中d >= p。我们提出了一个方案,使用m个量子比特(二维量子比特)的控制器的部分,以下的好处的量子控制相比,一个量子隐形传态的经典控制的讨论。
2009-06-14 quant-ph
Simplified formalism of the algebra of partially transposed permutation operators with applications
下面我们继续研究作用在$n$ -折叠张量积空间上的置换算子代数的表示理论,部分转置在最后一个子系统上。我们发展的概念,部分减少不可约表示,这使得大大简化以前证明的定理,什么是最重要的是得出新的结果,不可约表示所提到的代数。在我们的分析中,我们能够减少复杂性的中心表达式,摆脱了所有的对称群的排列得到的方程,这是在实际应用中更方便。我们还发现了相对简单的矩阵表示的生成元的基础代数。得到的简化和发展的确定性端口为基础的隐形传态方案纯粹的不可约表示的研究代数方面得出的特性。我们解决了代数生成元的特征值问题,这是实现基于端口的混合隐形传态方案的第一步,并给出了隐形传态保真度的渐近行为的新证明。我们还显示了密度算子之间的连接特征端口为基础的隐形传态和特定的矩阵组成的对称群的不可约表示编码的属性的研究代数。
2018-02-22 quant-ph
Efficient quantum circuits for port-based teleportation
针对基于端口的量子隐形传态长期缺乏高效实现的问题,论文利用部分转置换矩阵代数与混合量子 Schur 变换,构造概率性和确定性 PBT 的高效量子电路及最优资源态制备电路。
2024-05-21 math-ph math.MP quant-ph
Square-root measurements and degradation of the resource state in port-based teleportation scheme
基于端口的隐形传态(PBT)是一种量子隐形传态协议,在这种协议中,接收方不需要对传输态进行修正。在该协议中,空间分离的两方通过联合测量共享的$d-$维最大纠缠态(资源态)的个数和待传送的量子态,并利用单向经典通信,就可以传送未知的量子态.在本文中,我们分析了第一次的确定性PBT超出量子比特的情况下的回收协议。在回收协议中,主要思想是在一轮或多轮PBT之后重新使用剩余的资源状态用于进一步的隐形传态过程。关键属性是了解在每一轮隐形传态过程之后底层资源状态的退化程度。我们通过评估各自资源状态之间的量子保真度来测量这一点。要做到这一点,我们首先提出了分析的平方根测量所使用的发送方在PBT利用系统的对称性。特别是,我们将展示如何有效地评估其平方根和组成。这些研究结果使我们能够提出明确的公式回收保真度只涉及群论参数描述不可约表示的舒尔-外尔对偶。对于第一次,我们还分析了最佳PBT方案的资源状态的退化,并显示其退化的所有$d\geq 2$。在这两个版本中,量子比特的情况下分别讨论导致保真度的紧凑表达式,仅取决于共享纠缠对的数量。
2022-08-29 math-ph math.MP quant-ph
Port-Based State Preparation and Applications
本文提出基于端口的状态制备(PBSP)协议,证明其误差随端口数指数下降且在最大纠缠资源下最优,并据此构造了内存需求更低的近似通用可编程混合处理器(UPHP),给出了其内存与误差权衡的下界。
2024-12-04 quant-ph
Multiport based teleportation -- transmission of a large amount of quantum information
分析了一次性传输多个未知量子态或一个复合系统的问题。我们推导出一个下界的性能,这样的过程中,测量的纠缠保真度。所得到的界限是有效的可计算的,并优于显式值的纠缠保真度计算的预先存在的变种的基于端口的协议,允许远更大量的量子信息的隐形传态。文中还讨论了与精确公式的比较和概率格式的相似分析。特别是,我们提出了封闭形式的表达式的纠缠保真度和成功的概率方案中的量子比特的情况下,在图片的自旋角动量。
2021-11-07 quant-ph
Efficient multi port-based teleportation schemes
在这篇手稿中,我们分析了广义的基于端口的隐形传态(PBT)计划,允许传输一个以上的未知量子态(或复合量子态)在一次去,其中状态结束在几个端口在鲍勃的身边。我们研究了我们的方案的效率讨论确定性和概率的情况下,双方共享最大纠缠态。事实证明,新方案比用于相同任务的最佳PBT协议的各种变体提供了更好的性能。所有的结果都是在群论的方式依赖于这样的数量,如尺寸和重数的Schur-Weyl对偶不可约表示。所提出的分析是可能的,通过考虑代数的置换算子作用在n个系统扭曲的部分转置作用在一个以上的子系统。考虑到它在有限维Hilbert空间的n重张量积上的作用,我们构造了相应的不可约矩阵表示,它们实际上是Walled Brauer代数的矩阵不可约表示.我发现,引入的形式主义,以及它下面的对称性,出现在理论物理学和数学的许多方面-反铁磁性理论,引力理论的各个方面,或者在设计量子线路的问题中,例如为特殊任务反演未知的幺正。
2022-09-05 math-ph math.MP quant-ph
Two-state teleportation
与完全未知态的隐形传态相比,具有关于输入态的附加先验信息的量子隐形传态实现了更高的保真度。然而,两个非正交输入状态的完美隐形传态需要与未知状态的完美隐形传态相同的纠缠量,即一个ebit。我们分析了如何以及两个状态的隐形传态可以实现使用每一个程度的纯态纠缠,并讨论了保真度的“隐形传态”,可以实现只有经典通信,但没有共享纠缠。构造了一个两态遥克隆方案。
2000-02-23 quant-ph
Teleportation protocols with non-Gaussian operations: conditional photon subtraction versus cubic phase gate
在我们的工作中,我们比较了三个隐形传态协议:原始协议,光子减法协议,和协议与立方相位门。我们使用压缩态和薛定谔猫态的隐形传态的例子来评估每个协议的保真度。我们表明,在同等条件下,隐形传态方案与立方相位门实现显着更高的保真度比其他协议考虑。
2022-10-10 quant-ph
Entanglement recycling in two-step port-based teleportation
University of Wrocław(弗罗茨瓦夫大学);QuSoft, Amsterdam, The Netherlands(荷兰阿姆斯特丹 QuSoft);Institute for Logic, Language, and Computation, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学逻辑、语言与计算研究所);Korteweg-de Vries Institute for Mathematics, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学科特韦格-德弗里斯数学研究所);Centrum Wiskunde & Informatica (CWI)(数学与计算机科学中心 (CWI));International Centre for Theory of Quantum Technologies (ICTQT), University of Gdańsk(格但斯克大学量子技术理论国际中心 (ICTQT))
本文研究了两次应用 PBT 协议的两步 PBT 协议,分析了其保真度和成功概率,并展示了在非 EPR 资源下,两步 PBT 能够实现高保真度的量子态传输。
2025-12-08 math-ph math.MP quant-ph
From port-based teleportation to Frobenius reciprocity theorem: partially reduced irreducible representations and their applications
本文建立了基于端口隐形传态与对称群表示论的联系,通过部分约化不可约表示给出PBT算子谱与Jucys-Murphy算子谱的简单关联,并基于不可约特征标提出Jucys-Murphy算子特征值新表达式及Frobenius互反定理的纯矩阵证明。
2024-04-18 math-ph math.MP quant-ph
Relevance of rank for a mixed state quantum teleportation resource
混合纠缠态是实现量子隐形传态的通用资源。最佳隐形传态保真度是衡量量子隐形传态成功与否的重要指标。通过构造三个新的不同秩的最大纠缠混合态(MEMS),研究了量子隐形传态过程中的秩相关性。解析地得到了各态的线性熵、并发度、最佳隐形传态保真度和Bell函数。结果表明,高阶混合态是实现量子隐形传态的较好资源。为了达到一个固定值的最佳隐形传态保真度,我们发现低秩态必须具有高的并发度。此外,对于秩2,3和4中的每一个,我们在数值上生成30000个最大纠缠混合态。这些状态的分析揭示了存在一个依赖于秩的上限的最佳隐形传态保真度为固定的纯度。为了达到一个固定的最佳的隐形传态保真度,我们发现MEMS表现出一个等级依赖的下限的并发。MEMS根据其非局部性程度进行分类。
2013-08-13 quant-ph
Improving two - qubit state teleportation affected by amplitude damping noise based on choosing appropriate quantum channel
研究了振幅阻尼噪声对量子信道中两量子比特隐形传态的影响。为了解决同样的问题,X。Hu,Y.古角,澳-地Gong和G. Guo [Phys.Rev.A81,054302,(2010)]最近指出,在噪声存在的情况下,使量子信道中更多的量子比特受到振幅阻尼可以增加隐形传态协议的保真度。而本文通过对量子信道的一些调整,获得了比X情况下更高的隐形传态保真度。此外,我们的策略比量子蒸馏更简单,与使用弱测量相比,它是确定性的。此外,还对保真度进行了分析,指出一般情况下,选择合适的量子信道能更好地提高量子隐形传态的能力,并否定了振幅阻尼噪声越大,质量越好的事实。
2017-05-24 quant-ph
Optimal continuous-variable teleportation under energy constraint
量子隐形传态是量子信息处理的关键协议之一。在实际应用中,如何以较少的资源实现高精度的量子隐形传态是一个重要的问题。连续变量(CV)版本的量子隐形传态首先使用高斯态作为量子资源被提出,而其他尝试也通过应用非高斯操作来改善性能。我们研究了CV隐形传态在能量约束下的最终保真度,确定了一个最佳的量子态。为此,我们提出了一种形式主义来评估隐形传态保真度作为一个运营商的期望值。利用这种形式,我们证明了最佳态必须是一种光子数纠缠态。我们进一步表明,高斯态是接近最优的,而非高斯态略有改善,因此是严格的最优,特别是在低能量的制度。
2017-05-29 quant-ph
The role of the non-Gaussianity plays in the enhancement of the fidelity in continuous variable quantum teleportation
从理论上研究了非高斯性(nG)对提高连续变量量子隐形传态中理想Braunstein和Kimble(BK)方案对相干态的保真度的作用.通过在双模压缩真空态(TMSV)上减去光子来实现去高斯化过程。我们发现,高保真度总是指的是一个对称的安排,光子减法的不同模式的TMSV。非高斯源仅在光子相减的对称布置方面比高斯源表现出值得称赞的优越性,而非对称布置则不然。当光子相减的总次数为常数时,我们发现最优的nG过程倾向于最不对称的相减排列。这一特性与最高保真度指对称情况的结果不一致。在相同的压缩参数下,更高的nG并不总是导致更高的保真度。
2013-05-30 quant-ph
Quantum Benchmark for Teleportation and Storage of Squeezed States
我们为零位移单模压缩态的隐形传态和存储提供了一个量子基准。对于纯压缩输入态,保真度高于81.5%,以获得优于任何经典的策略的基础上估计的未知压缩和压缩态的重新准备。对于压缩热输入态,我们得到了一个上、下界的经典平均保真度收紧适度的混合度。这些结果使最近的实验与压缩光的关键讨论。
2008-04-29 quant-ph
Experimental demonstration of quantum teleportation of a squeezed state
实验上实现了压缩态的量子隐形传态。由于实验中不可避免的损失,压缩真空必然成为混合态,而不再是最小测不准态。我们建立了一种利用保真度评价这种态的量子隐形传态的可操作方法,并讨论了这种态的经典极限。输入状态的测量保真度为0.85 $\pm$ 0.05,高于经典情况的0.73 $\pm$ 0.04。我们还验证了隐形传态过程对于非经典态输入是正确的,并且它的压缩方差确实通过该过程传递。我们观察到,与真空态输入相比,隐形传态压缩态的方差更小。
2005-04-19 quant-ph
Witness wedges in fidelity-deviation plane: separating teleportation advantage and Bell-inequality violation
Yonsei University(延世大学)
本文提出统一框架分析d维量子 teleportation,通过两个互补指标的几何联合分析平均保真度F和保真度偏差D,推导出闭式表达式并给出紧密界限,将(F,D)平面转化为校准诊断图,分离teleportation优势与贝尔不等式违反。
2025-11-26 quant-ph
A noisy channel less entangled than a pure can improve teleportation
在我们的工作中,我们考虑了以下问题的隐形传态的背景下:一个未知的纯态必须进行隐形传态,有两个实验室,可以执行的任务。一个实验室使用纯非最大纠缠信道,但有能力在具有约束纠缠度的基础上进行联合测量;另一个实验室使用混合X状态信道,但可以在具有更高纠缠度的基础上进行联合测量。我们比较了这两种情况下的平均隐形传态保真度,发现用X-态实现的保真度可以超过用纯信道获得的保真度,即使X-态的纠缠度比后者小。我们找到了这种效应发生的条件。我们的结果表明,为了优化隐形传态过程,联合测量的纠缠度与信道的纠缠度一样重要。我们包括一个例子,表明与维尔纳态信道获得的隐形传态的平均保真度可以比贝尔态信道获得的更大。
2017-10-24 quant-ph
Rating the performance of noisy teleportation using fluctuations in fidelity
量子隐形传态是量子世界最具开创性的特征之一。通常情况下,一个隐形传态协议的质量是唯一的判断其平均保真度。在这项工作中,我们分析了量子隐形传态的保真度和保真度偏差的性能。具体来说,我们定义了一个数量称为远程可移植性得分,其中包括贡献的保真度和偏差。它还考虑到了一个协议所需的灵敏度,其中量子态的隐形传态需要在一个或多个中间步骤中进行。我们计算了在无噪声的情况下的远程可携性得分,发现它单调增加的纠缠内容的资源状态。即使我们考虑n链中继器样配置,结果仍然相同。然而,在存在噪声的情况下,远程可携带性分数,有时可以显示相对于初始共享资源状态的纠缠内容的非单调行为。具体地说,在局部比特翻转和比特相位翻转噪声下,对于某些系统参数的选择,较小的纠缠态可以具有较高的远程可携性分数。在存在全局去极化噪声的情况下,对于低纠缠资源态和高灵敏度要求,与无噪声的情况相比,有噪声的状态可以具有更好的远程可携带性得分。
2020-07-31 quant-ph
Gain in Performance of Teleportation with Uniformity-breaking Distributions
利用输入态的先验信息可以提高量子隐形传态的传输效率,并利用保真度的前两阶矩对其进行量化。通过放松输入状态分布的均匀性假设并考虑非均匀分布,即极冠和von Mises-Fisher密度,引入了输入知识。对于这些分布,我们表明,平均保真度的增加,而偏差随着有关输入合奏的信息内容的增加而减少,从而建立其作为一种资源的作用。我们对这两种分布的比较研究表明,对于相同的输入信息量,尽管两者的平均保真度是相同的,但极冠分布“更好”,因为它提供了更小的偏差。此外,我们将先验信息资源与协议中涉及的其他资源(如共享纠缠和经典通信)进行了对比。具体来说,我们观察到,与均匀分布不同,完成任务所需的经典通信量随着输入信息的增加而减少。我们还研究了先验信息在更高(3)维隐形传态中的作用,并报告了基于先验信息的隐形传态中的维度优势的签名。
2022-02-21 quant-ph
Teleporting single qutrit using symmetric-anti symmetric two-qutrit basis states as quantum channels
Techno Main Salt Lake (Engg. Colg.), Techno India Group(泰科印度集团萨尔塔莱克工程学院);Centre of Advanced Studies and Innovation Lab (CASILAB)(先进研究与创新实验室)
本文提出利用LDL构造的双三元态纠缠信道实现单三元态确定性传送,通过显式幺正操作确保高保真度恢复
2025-09-15 quant-ph
Experimental realization of a three-photon asymmetric maximally entangled state and its application to quantum teleportation
量子纠缠是量子信息处理的基础资源,在量子通信、量子计算和量子精密测量等领域有着广泛的应用。早期对量子纠缠的研究主要集中在量子比特态上,但近年来,越来越多的研究开始关注高维纠缠态。与量子比特纠缠态相比,高维纠缠态具有更大的信息容量和实现更复杂量子应用的潜力。在这封信中,我们实验制备了一种特殊的高维纠缠态,即所谓的三光子非对称最大纠缠态,它由两个二维光子和一个四维光子组成。利用这种非对称最大纠缠态作为资源,我们还实现了量子隐形传态的原理验证实验,实现了量子信息从两个量子比特到一个量子比特的传输。该量子隐形传态的量子数在0.79 ~ 0.86之间,远高于单拷贝量子态估计的最佳极限2/5和量子-量子重叠的最大极限3/4,从而证实了这是一种真正的非经典四维隐形传态.在这里实现的非对称纠缠态有可能被用作未来量子网络中的量子接口,允许通过本工作中展示的量子隐形传态协议在不同维度的量子对象之间进行量子信息传输。
2022-12-01 quant-ph
Benchmark for Quantum Teleportation with Non-Uniform Prior Distributions
Palacký University(帕尔卡大学);Yale University(耶鲁大学);Stony Brook University(石溪大学);Kutztown University of Pennsylvania(宾夕法尼亚库兹敦大学)
针对非均匀先验分布(von Mises-Fisher分布)的量子态,利用贝叶斯方法推导了单量子比特和多量子比特系统(自旋相干态)的隐形传态保真度基准,发现量子优势的保真度阈值可显著高于均匀分布情况。
2026-05-24 quant-ph
Dephasing effects on quantum correlations and teleportation in presence of state dependent bath
本文研究态依赖浴对量子关联和单量子比特隐形传态的影响,发现初始系统-浴关联使量子关联持久,且平均保真度高于经典值。
2023-07-03 quant-ph
Quantum Entanglement and Teleportation in Higher Dimensional Black Hole Spacetimes
本文研究了额外维弯曲时空中的量子纠缠和隐形传态的性质。我们证明了由于著名的Hawking-Unruh效应,惯性系中的最大纠缠Bell态在弯曲空间中的纠缠度降低。纠缠度随着额外维的增加而降低。对于有限的黑洞表面引力,观测者可以选择更高的频率模式来保持高水平的纠缠。量子隐形传态的保真度也因为霍金-昂鲁效应而降低。我们讨论了玻色子和费米子源的保真度随额外维度、模式频率、黑洞质量和黑洞角动量参数的变化。
2007-10-31 gr-qc hep-ph hep-th
Teleportation with Multiple Accelerated Partners
随着当前通信革命的进行,量子隐形传态可以提高量子通信应用的安全水平。本文提出了一种量子隐形传态方法,该方法能够通过不同的量子信道传送加速或非加速信息。这些量子通道基于加速的多量子比特状态,其中这些通道中的每个通道的每个量子比特表示伙伴。也就是说,这些状态是W状态,Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)状态和GHZ类状态。在这里,我们证明了通过基于加速态的量子信道,传送加速信息的保真度高于传送非加速信息的保真度。此外,这三个通道的性能之间的比较表明,保真度取决于所使用的通道的类型,测量的类型,和加速度的值。比较结果表明,基于GHZ态的信道比基于其他两种态的信道具有更好的鲁棒性。对于未来的工作,所提出的过程可以在以后推广,以实现通过更广泛的量子网络进行通信。
2014-01-31 quant-ph
Monogamy relation in multipartite continuous-variable quantum teleportation
量子隐形传态是一种非常重要的通信协议,在量子信息学中有着重要的应用。给定一个量子纠缠的资源,关键是要知道在多大程度上可以实现QT。这通常是根据输出保真度来评估的,输出保真度也可以被视为纠缠的操作度量。在多体通信的情况下,当每个通信者都拥有一部分$N$ -体纠缠态时,由于量子纠缠的单偶性,并非所有通信者对都能达到高保真度.在这里,我们研究如何出现这样的一夫一妻制的关系在多体连续变量(CV)的隐形传态,特别是使用高斯纠缠态。我们证明了一个严格的一夫一妻制关系,即发送者不能实现一个保真度高于最优克隆限制与一个以上的接收器。虽然这看起来很自然,由于不可克隆定理,严格的一夫一妻制关系仍然成立,即使发送者被允许单独操纵简化状态与每个接收者合作,以提高保真度。本地操作进一步扩展到非高斯操作,如光子减法和加法,我们证明了高斯克隆界不能被超过一对通信。此外,我们研究了一夫一妻关系的量子隐形传态能力的定量形式,我们证明了一个忠实的一夫一妻不等式不存在。
2016-12-19 quant-ph
Efficient quantum gate teleportation in higher dimensions
Clifford层次结构是实现容错量子计算的关键量子门集合的嵌套序列。Clifford层次的对角门和“近对角”半Clifford门是特别重要的:他们承认有效的门隐形传态协议,实现这些门与更少的辅助量子资源,如魔术状态。尽管这些门的实际重要性,许多关于它们的结构的问题仍然是开放的;这在更高维度的量子点设置中尤其如此。我们的贡献是利用离散的Stone-von Neumann定理和量子稳定器力学的辛形式主义,以统一的方式将Zeng-Cheng-Chuang(2008)和Beigi-Shor(2010)的结果扩展到更高的维度。我们进一步给出了一个递归枚举Clifford层次所有门的简单算法,一个识别和对角化半Clifford门的简单算法,以及Cui-Gottesman-Krishna(2016)对单量子点情况下对角Clifford层次门分类的简明证明。我们推广的半克利福德门的有效的门隐形传态协议的qudit设置,并证明,每三个级别的门的一个qudit(任何素数维)和两个qutrits可以有效地实现。通过上述算法收集的数值证据支持更高级别的门可以有效地实现的猜想。
2020-10-30 math-ph math.MP math.RT
Revisiting maximal average fidelity of teleportation
对于任意各向同性分布的输入态和任意资源态,我们得到了标准量子隐形传态协议所对应的最大平均保真度.我们将这一结果扩展到一个家庭的冯诺依曼测量,其中包括预测到计算和贝尔的基础上,考虑贝尔对角资源状态。我们专注于三个特定的各向同性分布的输入状态:1)完全混合的输入状态,2)具有一定程度的(固定)纯度的状态,和3)准纯输入状态。我们证明了标准的量子隐形传态协议可以以比经典协议更高的平均保真度传送任意混合态,即使协议的资源是非纠缠态,具体地说,是可分离的Werner态.此外,我们发现在标准的隐形传态协议中,以经典量子态作为资源所获得的最大平均保真度也超过了经典保真度。为了建立在资源状态中的量子相关性的存在或不存在所发挥的作用,以及它们与Alice进行的冯诺依曼测量中存在的相关性的关系,我们详细分析了贝尔对角资源状态的情况,采用了一系列的单参数基础,其中包括贝尔和计算(非相关)基础。只有在Alice测量的基础完全不相关(计算基础)的情况下,最大平均保真度才不会超过任何资源状态的经典保真度。在所有其他情况下,最大平均保真度超过了经典的一个特定范围的参数描述的资源状态,证明了测量中存在的相关性的重要性。
2021-09-29 quant-ph
SYK model based $β$ regime dependent two-qubit dynamical wormhole-inspired teleportation protocol simulation
Indian Institute of Technology (Banaras Hindu University)(印度理工学院(贝拿勒斯印度教大学))
本研究基于SYK模型,通过双量子比特贝尔态实现虫洞启发式传送协议,展示其在多体混沌中的高保真度与动态纠缠特性。
2025-11-20 quant-ph
Entanglement Distribution and Quantum Teleportation in Higher Dimension over the Superposition of Causal Orders of Quantum Channels
可以探索多个光子自由度以产生高维量子态;通常被称为“qudits”。Qudits为量子通信提供了几个优点,包括更高的信息容量,噪声弹性和数据吞吐量,以及与传统的基于量子比特的通信系统相比,在不同传播介质(自由空间,光纤,水下)上的更低信息损失。然而,由于量子点在传输和检测上的困难,在文献中很少被利用。本文首次提出并建立了通过量子纠缠分布在两个因果序叠加的量子信道上传输经典信息的理论框架。我们第一次设计了2-qudit系统的量子开关操作,并建立了通过量子开关进行qudit纠缠分配的理论系统模型。结果表明,量子纠缠分布提供了相当大的增益保真度,即使在噪声的增加。
2023-03-19 cs.SY eess.SY quant-ph
Multi-Photon, Multi-Dimensional Hyper-Entanglement using Higher-Order Radix qudits with Applications to Quantum Computing, QKD and Quantum Teleportation
谷歌最近宣布,他们已经用53个量子比特(base-2 binaries或radix-2)实现了量子霸权,对应于253维(约1016)的计算状态空间。谷歌声称在他们的量子处理器上执行200秒的计算,而在经典超级计算机上需要1万年才能完成[1]。然而,实现53个量子比特的叠加和纠缠并不是一件容易的事情,因为环境噪声会使量子比特去相干。在本文中,我们声称可以使用更少的量子位(不是量子位)实现类似的计算维度,其中每个量子位具有更高的基数(大于2),使用光子系统(即16个量子位,基数为-10)。本文是行业和NxGen合作伙伴之间的合作开发,旨在探索这种方法。雷神公司有一种技术,它使用自由空间光学(FSO)法布里-珀罗标准具,消除了对自适应光学的需要[2,3]。NxGen技术使用多个轨道角动量(OAM)模式作为量子计算和多维QKD的新自由度[4-7]。我们还认为,宽带、保密通信、量子计算和量子隐形传态的融合只有在光子学实现中才是可能的。因此,光子量子的使用允许量子隐形传态的安全性和容量的扩展超出中国Micius量子卫星所实现的[8]。国防和商业计算行业都需要这样的量子计算系统。引入了一种新的测量方法,包括计算状态空间维度、高保真操作、高连通性、大型校准门集和电路重写工具链。我们称之为量子容量的新度量是衡量和比较通用量子计算机改进系统结构进展的一种实用方法。
2020-04-30 physics.optics quant-ph
Holographic teleportation in higher dimensions
我们研究高维可穿越虫洞的Rindler-AdS/CFT的上下文中。纯AdS几何的双曲切片可以被认为是双曲空间中与共形场论对偶的拓扑黑洞。最大限度地扩展的几何形状包含两个外部区域(AdS的Rindler楔),它们由虫洞连接。我们表明,这个虫洞可以穿越的双重跟踪变形,违反了平均零能量条件(ANEC)的散装。我们找到了一个分析公式的ANEC破坏,推广高-Jafferis-Wall结果高维情况下,我们表明,同样的结果可以得到使用程函近似。我们表明,可以通过虫洞传输的信息量的约束迅速减少,因为我们增加了时空的维数。我们还计算了一个双边换向器,诊断遍历性,并表明,在一定条件下,通过虫洞传输的信息传播的蝴蝶速度$v_B = \frac{1}{d-1}$。
2021-04-08 gr-qc hep-th quant-ph
Weak-measurement assisted quantum teleportation fidelity enhancement under noise
Department of Physics and Astronomy, NIT Rourkela(国家技术研究所鲁尔克拉分校物理与天文系)
本研究提出一种结合弱测量与翻转/反转操作的改进量子隐形传态协议,在噪声环境中显著提升保真度,尤其对比特翻转噪声鲁棒性更强。
2026-09-18 quant-ph
Quantum message compression with applications
在相干纠缠辅助量子通信的背景下,提出了一种新的单向量子信息压缩方案。为此,我们提出了一个新的技术工具,我们称之为凸分裂引理,这是受经典的压缩方案,使用拒绝采样过程。因此,我们显示了新的限制的量子通信成本的单次纠缠辅助单向量子态重分布任务和子任务的量子态分裂和量子态合并。我们的上限和下限是紧到一个常数,因此比以前已知的上述任务的最佳界限更强。我们的协议使用显式量子操作的两侧的爱丽丝和鲍勃,这是不同的随机幺正方法在以前的作品中使用的解耦。作为另一个应用,我们提出了一个基于端口的隐形传态方案,该方案的工作时,输入状态的集合被限制到一个已知的合奏,从而潜在地节省所需的端口的数量。此外,在没有先验知识的情况下,输入状态的集合,我们的平均成功保真度匹配已知的平均成功保真度,提供了一个新的基于端口的隐形传态方案与类似的性能出现在文献中。
2017-02-01 cs.IT math.IT quant-ph
Entropy in Quantum Information Theory -- Communication and Cryptography
本文收集了量子信息理论中的一些结果,其中大部分是以熵为主要数学工具的。* 虽然香农熵直接推广到密度矩阵,但冯诺伊曼熵的行为不同。一个长期存在的问题是,是否存在无约束非香农型不等式的量子类似物。本文证明了一个新的约束非von-Neumann型不等式,这是Linden和Winter向证明无约束不等式迈出的一步. *IID量子态合并可以使用去耦技术最佳地实现。Berta等人和Anshu等人的一次性结果,然而,必须引入额外的数学机器。我们引入一个自然的广义解耦范例,催化解耦,可以重现上述结果时,类似于标准解耦的应用程序中的渐近情况下。* 基于端口的隐形传态是标准量子隐形传态协议的变体,无法完美实现。我们证明了几个下界的必要数量的输出端口N,以实现基于端口的隐形传态给定的错误和输入尺寸,显示N均匀发散的隐形传态量子系统的尺寸,为零的错误。作为一个副产品,一个新的下界的程序寄存器的大小近似通用可编程量子处理器的推导。* 在最后一部分中,我们给出了信息论量子不可延展性的新定义,加强了Ambainis等人先前的定义。我们证明了量子不可延展性意味着保密性,类似于量子认证。此外,不可延展的加密方案可以用作构建认证加密方案的原语。我们还证明了Garg等人最近提出的强认证概念可以使用2-设计来实现。
2018-10-24 cs.CR cs.IT math.IT