Product states, entanglement, and measurement
复合量子系统AB的乘积态通常被物理解释为子系统A具有性质A1,子系统B具有性质B1。但这种解释与理论和对两个光子动量纠缠态的非局域干涉实验的观察结果相矛盾。这些实验表明,产品状态必须被物理解释为相关性,即产品状态意味着A具有属性A1,当且仅当B具有属性B1。这一澄清解决了确定结果的问题,并随之解决了衡量问题。
2022-06-08 quant-ph
Thermodynamical Property of Entanglement Entropy for Excited States
我们认为,一个非常小的子系统的纠缠熵服从的性质是类似的热力学热力学第一定律,当我们激发系统。在相对论的设置中,它的有效温度与子系统大小的倒数成正比。这提供了能量和量子信息量之间的普遍关系。我们用全息术导出了这些结果,并用二维场论加以证实。我们也将评论一个负比热的例子,并提出热力学第二定律和纠缠熵的强次可加性之间的联系。
2012-12-05 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
The absence of the selfaveraging property of the entanglement entropy of disordered free fermions in one dimension
考虑一维宏观自由格点费米子系统,假设系统的单体哈密顿量是具有独立同分布随机势的一维离散薛定谔算符.我们发现,该系统的段$[-M,M]$的纠缠熵的方差有界远离零的$% M\rightarrow \infty $。这表明在我们的模型中没有纠缠熵的自平均特性,这意味着在一维情况下,纠缠熵的完整描述是由它的整个概率分布提供的。这也可以与二维或更多维的情况形成对比,其中每单位表面积的纠缠熵的方差作为$M\rightarrow \infty $ \cite{El-Co:17}消失,从而在多维情况下消除了大$M$的平均值的代表性。
2017-06-11 math-ph math.MP quant-ph
The Correlation Conversion Property of Quantum Channels
量子纠缠的传输将在未来的网络和长距离量子通信中发挥至关重要的作用。量子密钥分发、量子中继器的工作机制以及各种量子通信协议都是基于量子纠缠的。另一方面,量子纠缠是极其脆弱的,并且对传输它的通信信道的噪声非常敏感。为了在遥远的点之间共享纠缠,需要高保真度的量子信道。在实践中,这些通信链路是嘈杂的,这使得它不可能或非常困难和昂贵的分发纠缠。在这项工作中,我们首先表明,量子纠缠可以产生一个新的想法,利用通信信道的最自然的影响:噪声本身的链接。我们证明了不能传输量子纠缠的量子信道的噪声变换可以用来从经典相关输入产生可消除(可用)的纠缠。我们称这种新现象为量子信道的相关转换特性。所提出的解决方案不需要各方进行任何非本地操作或本地测量,仅使用标准量子信道。我们的研究结果对量子通信的未来和全球规模的量子通信网络具有影响和后果。这一发现还揭示了通过本地操作产生纠缠是可能的。
2013-10-04 cs.IT math.IT quant-ph
Classical deterministic complexity of Edmonds' problem and Quantum Entanglement
本文继续quant-ph/0201022中的研究。这里的主要问题是所谓的埃德蒙兹问题的决定,如果一个给定的线性子空间的方阵包含一个非奇异矩阵。我们提出了一个确定性的多项式时间算法来解决这个问题的线性子空间满足一个特殊的拟阵动机的属性,在该文件中称为埃德蒙兹-Rado属性。这个属性被证明是非常密切相关的二分混合状态的可分性。本文中使用的主要工具之一是quant-ph/0201022中介绍的量子永久。
2003-03-11 quant-ph
On Locality, Growth and Transport of Entanglement
在量子力学的费曼公式中,宏观系统与微观系统的纠缠是由历史的拓扑性质开始的。这个性质也可以通过希尔伯特空间形式的一个方便的扩展在薛定谔方程上用代数表示。纠缠表现出增长和传输的特性,当它发生时,相应的纠缠的局部和暂时特性在这里被称为“复杂性”。当应用于宏观系统与随机环境的连续相互作用时,复杂性意味着“前退相干”效应,它可以在系统内产生和传输永久的不相干。这些结果的波函数崩溃的理论可能的相关性也表明。
2012-12-03 quant-ph
Classical simulation of entanglement swapping with bounded communication
纠缠在量子理论中以两种不同的形式出现,即作为联合系统的态的性质和作为联合测量中的测量本征态的性质。通过结合纠缠的这两个方面,可以使用纠缠交换协议在从未相互作用的粒子之间产生非定域性。我们表明,即使在更严格的双本地的情况下,遥远的粒子源被假定为独立的,即共享没有事先的随机性,这个过程可以模拟经典的有界通信,总共只使用9位。因此,我们的结果提供了一个上界的纠缠交换过程的非定域性。
2012-03-02 quant-ph
Gaussian entanglement of symmetric two-mode Gaussian states
对称双模高斯态的高斯纠缠度可以定义为它到所有可分双模高斯态集合的距离。使我们能够评估对称双模高斯态之间的Bures距离和相对熵的主要性质是在相同的分束器变换下它们的协方差矩阵的对角化。在这两种情况下,Uhlmann保真度的乘法性和相对熵的加法性允许人们最终处理单模优化问题。我们发现只有Bures距离的高斯纠缠才与形成纠缠一致。
2007-11-21 quant-ph
Remarks on entanglement assisted classical capacity
研究了纠缠辅助信道容量的最优信号系综的性质。得到了纠缠辅助信道容量与无辅助信道一次性容量之间的关系。用简单的方法重新推导了纠缠辅助信道容量的数据处理不等式、凸性和可加性。
2003-05-09 quant-ph
Entanglement and Quantum Phase Transition Revisited
我们证明了,对于一个精确可解的量子自旋模型,在没有量子相变的情况下,基态纠缠的一阶导数出现不连续。它与一般认为纠缠的非解析性质(基态并发)可以用来确定量子相变的观点相反。我们进一步指出,一般情况下,基态共存的解析性质可能比基态能量的解析性质更复杂。因此,量子相变和共存的非解析性质之间不存在一一对应的关系。此外,我们还指出,作为另一种纠缠度量的冯诺伊曼熵在本模型中不能揭示量子相变。因此,为了与量子相变联系起来,需要一些其他的纠缠度量。
2004-07-30 cond-mat.stat-mech quant-ph
General Monogamy Relations of Quantum Entanglement for Multiqubit W-class States
纠缠单偶是多体纠缠态的一个基本性质。研究了多量子比特广义W类态的单偶关系。得到了一夫一妻制中援助的并发、形成的纠缠和援助的纠缠的解析不等式。
2017-02-20 quant-ph
Two-particle entanglement as a property of three-particle entangled states
在最近的一篇文章[Phys. Rev. A 54,1793(1996)]中,Krenn和Zeilinger研究了通过选择两个观察者1和2的自旋测量结果与第三个观察者的相应测量结果得到的数据子系综的条件两粒子关联。在本文中,我们明确地写出了所需的条件,以便观察员1和2的选择结果违反贝尔不等式的一般测量方向。它表明,有无限多套方向给出最大程度的违反。进一步,我们将作者的分析推广到三正交态类|Psi> = c_1| z_1>| z_2>| z_3> + c_2|-z_1>|-z_2>|-z_3>。结果发现,一个最大的违反贝尔不等式发生提供相应的三粒子状态产生一个直接的(“全部或没有”)非定域性矛盾。
1999-05-27 quant-ph
The role of local and global geometry in quantum entanglement percolation
我们证明了通过晶格变换增强纠缠渗透是可能的,即使新的晶格连接更差,因为:i)配位数(局部属性)减少,或ii)经典渗透阈值(全局属性)增加。在寻找通过网络传输纠缠的协议时,尝试增加连接性的转换似乎是合理的。事实上,我们所知道的所有例子都违反了条件i和ii。因此,人们可能会猜想,所有好的变换都必须违反它们。在这里,我们提供了一个反例,通过引入一种新的方法,部分纠缠交换,满足这两个条件。该结果表明,在满足条件i或ii的基础上,变换可能不会被拒绝。结果和新方法都构成了回答基本问题的步骤,例如是否存在实现远程纠缠所需的最小量的本地纠缠。
2013-11-27 quant-ph
Entanglement convertibility for infinite dimensional pure bipartite states
结果表明,当维数从有限变到无限时,纯二体态在随机局域操作和经典通信下的序性质发生了根本性的变化。与不存在纯不可比状态的有限维系统相反,即使在能量有界和信息交换有限的条件下,无限维系统也存在无限多个相互SLOCC不可比状态。这些结果表明,希尔伯特空间的无限维的影响,“无限工作空间”的属性,即使在物理相关的无限维系统中仍然存在。
2004-06-20 quant-ph
Rank-based entanglement detection for bound entangled states
Institut de Mathématiques de Toulouse(图卢兹数学研究所)
本文提出基于秩的纠缠检测方法,通过分析矩阵的秩-1生成性质,发现新的PPT纠缠态并构造边缘态。
2026-02-14 quant-ph
A Duality in Entanglement Enabling a Test of Quantum Indistinguishability Unaffected by Interactions
我们指出了一个早期未被注意到的量子不可分割性的含义,即,一个属性,我们称之为“二元论”,表征纠缠的两个相同的粒子(说,两个离子相同的物种)-这是一个功能,这是不存在的纠缠两个不相同的粒子(说,两个离子不同的物种)。这一性质的一个重要应用是,它可以用来测试量子不相容性,而无需将相关粒子放在一起,从而避免相互作用的影响。这与现有的量子不可逆性测试相反。这样一个方案,是独立的性质和强度的相互作用的相同的粒子参与,有潜在的应用,包括探测的过渡,从量子不可分割的经典可分割性。
2013-04-04 quant-ph
Simple Sufficient Criteria for Optimality of Entanglement Witnesses
本文提出基于纠缠破坏信道刻画生成性质的双体纠缠目击者最优性新充分准则,仅需检查状态核或最大纠缠态期望值,比现有方法更易测试,并导出了新的谱约束。
2025-06-27 math-ph math.MP quant-ph
Communication cost of simulating entanglement swapping
纠缠在量子力学中以两种不同的方式出现,即作为态的性质和作为联合测量中测量结果的性质。通过结合纠缠的这两个方面,可以使用纠缠交换协议在从未相互作用的粒子之间产生非定域性。我们调查的通信成本的经典模拟这个过程。虽然模拟纠缠态的非局域关联的通信成本似乎一般相当低,我们在这里表明,需要无限的通信来模拟纠缠交换。该结果是在双局域性的情况下导出的,其中假设粒子的远源是独立的,并且利用了Massar等人的先前结果[Phys. Rev. A { \bf 63},052305(2001)]。我们的结果意味着,任何模拟纠缠交换的经典模型都必须假设(i)宇宙中任何两个位置之间存在无限的共享随机性,或者(ii)发生无限的通信。
2012-09-25 quant-ph
Optimal PPTES witnesses for states in $\mathbb C^n\otimes \mathbb C^n$
最近,X. Qi和J.Hou [Phys.Rev.A85,022334(2012)]提供了没有生成属性的最佳纠缠见证。这些证人与不可分解的正线性映射相关联,但没有检查这些证人的部分转置是否也是最优的。我们证明了这些纠缠证人的部分转置具有生成性质,并且这些证人确实是最优PPTES证人(不可分解的最优纠缠证人)。
2012-05-03 math.OA quant-ph
Device independent security of quantum key distribution from monogamy-of-entanglement games
本文基于纠缠一夫一妻性博弈提出通用设备无关量子密钥分发协议,给出信息论安全证明,并以魔方博弈为例数值优化密钥率,证明其对约2.2%以下去极化噪声具有鲁棒性。
2025-02-26 quant-ph
Monotonicity conjecture for multi-party entanglement I
本文提出多体纠缠度量在粗粒化下的单调性猜想,并通过多种方法计算不同态来验证。
2023-08-30 hep-th quant-ph
Entanglement is Necessary for Optimal Quantum Property Testing
近年来,在开发用于测试和学习量子态以实现最佳复制复杂度的算法方面取得了激增的进展。不幸的是,它们需要在底层状态的许多副本上使用纠缠测量,因此仍然处于目前实验可行的范围之外。一个自然的问题是,是否可以匹配的复制复杂性,这样的算法只使用独立的-但可能自适应选择-测量个人副本。对于最基本的量子测试问题,我们的回答是否定的:决定一个给定的$d$维量子态是否等于或远离最大混合态的迹线距离为$ε$。虽然它是已知的如何实现最佳的$O(d/ε^2)$拷贝复杂性使用纠缠测量,我们表明,独立的测量,$Ω(d^{4/3}/ε^2)$是必要的,即使测量选择自适应。这解决了赖特的一个问题。为了获得这个下界,我们开发了几种新技术,包括经典均匀性测试的帕宁斯基下界的链规则风格证明,这可能是独立感兴趣的。
2020-04-16 cs.DS quant-ph
A few steps more towards NPT bound entanglement
我们考虑了非正部分转置(NPT)束缚纠缠态的存在性问题。正如我们所知,这种状态的存在特别意味着可纠缠的不可加性。此外,它还排除了对一组可解释状态的简单数学描述。可蒸馏性等价于对于某个n的所谓的n拷贝可蒸馏性。我们考虑一个特定的状态,已知是1-副本不可分割的,这是应该是绑定纠缠。我们研究了它的两拷贝可重叠性问题,归结为某些投影Q与Schmidt秩二态的最大重叠不超过1/2。这种财产我们称之为半财产。我们首先表明,最大的重叠可以达到的向量,不是简单的产品形式,相对于两个副本之间的削减。然后,我们攻击的问题,在两个方面:a)证明了半性质的施密特秩二状态的一些类b)限制所需的重叠从上面的所有施密特秩二状态。我们已经成功地证明了半性质的广泛类的状态,并限制重叠从上述c<3/4。此外,我们将该问题转化为以下矩阵分析问题:将矩阵A \otimes I + I \otimes B的两个最大奇异值的平方和与A,B的无痕4 × 4矩阵绑定,并且Tr A^ \dagger A + Tr B^ \dagger B = 1/4。
2010-02-15 quant-ph
A monogamy-of-entanglement game for subspace coset states
我们建立了子空间陪集态的强单偶纠缠性质,这些陪集态是$\mathbb{F}_2^n$的线性子空间中的矢量的均匀叠加,其中已经应用了量子一次性垫。这个属性最近由[Coladangelo,Liu,Liu和Zhandry,Crypto'21]证明,并已应用于伪随机函数的不可克隆解密和复制保护。我们提出了两个证明,一个直接遵循原始论文的方法,另一个使用[Vidick和Zhang,Eurocrypt'20]的观察,将分析减少到基于BB'84状态的更简单的一夫一妻制游戏。这两个证明最终依赖于相同的证明技术,在[Tomamichel,Fehr,Kaniewski和Wehner,New Journal of Physics '13]中介绍。
2022-08-02 cs.CR quant-ph
Maximally entangled mixed states in two qubits
我们提出了两个量子比特中的新型混合态,“最大纠缠混合态”,它具有这样的性质,即这些状态的纠缠量不能通过应用任何幺正操作进一步增加。当状态的秩小于4时,证明了该性质,并在其他一般情况下数值证实了该性质。由其本征值确定的形成纠缠度给出了具有相同本征值的密度矩阵的形成纠缠度的上界。
2000-03-07 quant-ph
Spoofing Entanglement in Holography
研究全息中纠缠欺骗的几何化,证明EFI对和伪纠缠态系综对应“蟒蛇午餐”,并指出黑洞是半经典极限中纠缠欺骗的唯一引力来源。
2024-07-19 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement generation and perfect state transfer in ferromagnetic qubit chains
我们建议使用铁磁系统的纠缠产生和分配,以及量子比特链中遥远各方之间的完美状态转移。该方案依赖于一个有效的2-qubit动力学,通过在均匀填充的链中留下两个空位来实现。这使得远程相互作用量子比特链可以作为量子信道,以最佳性能完成这两项任务。值得注意的是,发送端和接收端之间的纠缠与传输距离和系统大小无关。这一特性为利用量子比特链进行中短程量子通信开辟了新的前景。
2010-07-26 quant-ph
The split and approximate split property in 2D systems: stability and absence of superselection sectors
量子自旋系统的纯态对某一切的分裂性质可以理解为两个子系统之间的纠缠是弱的。从这个角度来看,我们可以说,如果不可能通过足够的局部自同构(在某种意义上,我们将使精确)将状态$ω$转换为满足分裂性质的状态,则状态$ω$具有长程纠缠。众所周知,在一维空间中,带隙的基态具有将系统切割成左右半链的分裂性质。然而,在2D中,分裂属性不能用于有趣的模型,如Kitaev的复曲面代码。事实上,我们将证明这种失败是任意子可以存在于该模型中的原因。有一种民间说法认为,任何子的存在,就像在Toric代码模型中一样,意味着状态的长程纠缠。在本文中,我们证明了这个民间传说中的无限维设置。更确切地说,我们表明,长程纠缠,在某种程度上,我们将精确定义,是一个必要条件,有非平凡的超选择部门。特别是任意子会产生这样的非平凡扇区。另一方面,具有锥的分裂性质的状态不允许非平凡扇区。我们的证明的一个关键技术成分是,在适当的假设下,局部相互作用产生的自同构可以"近似因式分解“:它们可以分别写为局部化在锥和其补的自同构的张量积,其次是作用在$Λ$的”边界“附近的自同构,并与酉共轭。这一结果可能是独立的利益。这种技术还允许我们证明近似分裂性质,即在例如复曲面代码中满足的分裂性质的较弱版本,在应用这种自同构下是稳定的。
2021-11-16 math-ph math.MP math.OA
Linearity of Holographic Entanglement Entropy
我们考虑的问题是,在全息CFTs的纠缠熵的主要贡献是否真的是由一个线性算子的期望值所建议的Ryu-Takayanagi公式。我们调查这个属性通过计算的纠缠熵,通过复制的技巧,在国家的双重叠加宏观不同的几何形状,并发现它与评估的期望值的区域运营商在这样的状态是一致的。然而,我们发现,一旦叠加态中的半经典态的数量在CFT的中心荷中呈指数增长,这就失败了。此外,在某些这样的情况下,我们发现,表面上评估面积算子的选择取决于整个CFT的密度矩阵。这种非线性是通过Ryu-Takayanagi的同调处方在本体中实施的。因此,我们得出结论,同源约束是不是一个线性性质的CFT。我们还讨论了熵算子在具有大量自由度的一般系统中的存在性。
2017-02-19 hep-th quant-ph
Real-space entanglement spectrum of quantum Hall systems
我们研究了分数量子霍尔系统的实空间纠缠谱,它沿空间切割保持定域性,并提供证据证明它具有标度性质。我们还考虑了与之密切相关的粒子纠缠谱,并在大尺度下解析地实现了Laughlin态的Schmidt分解。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Approximating Entanglement Based on Abstract Interpretation
本文提出一种基于抽象解释的静态分析方法来近似量子纠缠,避免精确分析的指数复杂度,并证明其可靠性,在标准ML中实现且具有线性时间可扩展性。
2025-08-12 cs.ET quant-ph
Entanglement properties of positive operators with ranges in completely entangled subspaces
证明了在部分转置下,由Parthasarathy得到的多体量子系统在最大维数的完全纠缠子空间S上的投影不是正的。接下来我们证明了几个值域在S中的正算子也具有相同的性质。在这个过程中,我们构造了S的一个标准正交基,并提供了一个连接定理,以连接Parthasarthy,Bhat和Johnston的完全纠缠子空间的构造。
2014-09-17 math.FA quant-ph
General Monogamy Relations for Multiqubit W-class States in terms of negativity and squared Rényi-$α$ entanglement
对于多体纠缠态,纠缠单偶性是一个重要的性质。研究了多量子比特广义W类态的单偶关系。对$x\geq2$和$x\leq0$,给出了凸顶扩张负性对偶的$x$次幂CRENOA所满足的一夫一妻不等式.对于在$[(\sqrt 7 - 1)/2,(\sqrt {13} - 1)/2]$区域中与$α$的平方Rényi- $α$纠缠(SR $α$ E),我们给出了SR $α$ E的上界.
2017-04-24 math-ph math.MP quant-ph
Optimal indecomposable witnesses without extremality as well as spanning property
关于最优不可分解纠缠证据的一个有趣问题是,是否存在既不具有生成性质又不与极值正线性映射相关联的最优不可分解证据。在这里,我们通过检验Qi和Hou [J. Phys. A { \bf 44},215305(2100)]构造的正线性映射的极值来否定地回答这个问题。
2012-06-04 math-ph math.MP math.OA
Strict area law entanglement versus chirality
本文证明了两个不可行定理,禁止有限维局部Hilbert空间中具有严格面积律纠缠熵的量子态具有手性,并引入了瞬时模流这一新量子信息论原语作为证明关键。
2025-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph