Generation and verification of 27-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger states in a superconducting quantum computer
在物理设备上制备的大规模量子态的真实多体纠缠（GME）的产生和检测是突出近期量子计算机进展的重要基准。证明GME的常见方法是制备Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）状态并测量至少0.5的GHZ保真度。我们使用在IBM Quantum ibmq_montreal设备上准备的11到27个量子位上的GHZ态的多个量子相干性来测量保真度。将量子读出错误减轻（QREM）和奇偶校验错误检测的组合应用于状态。当使用QREM时，对于27量子位GHZ状态记录了$0.546 \pm 0.017$的保真度，证明整个器件的GME具有98.6%的置信水平。我们基准的奇偶校验的影响GHZ保真度的两个GHZ态制备嵌入重六边形架构。结果表明，奇偶校验的效果，而相对温和，导致GHZ保真度的可检测的改善。
2021-08-20 quant-ph
Quantum fisher information protection of N-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger state from decoherence
本文利用量子弱测量和翻转操作研究了振幅阻尼信道中N比特GHZ态和广义N比特GHZ态的保护问题。我们推导了保护方案的性能：平均保真度，平均概率和平均量子费舍尔信息（QFI）的显式公式。此外，分析结果最大化的平均保真度和概率。我们证明了我们的方案可以有效地保护GHZ态和广义GHZ态的相位平均QFI。该方案具有保护GHZ状态和相位QFI免受强幅值阻尼噪声影响的优点。对于某些广义GHZ态，该方案能以概率1保护该态，且保真度大于99%。
2021-12-22 quant-ph
Minimization of the estimation error for entanglement distribution networks with arbitrary noise
保真度估计对于纠缠分发网络的质量控制至关重要。由于测量会使量子态坍缩，我们考虑一种设置，其中节点随机采样纠缠量子比特对的子集进行测量，然后根据测量结果估计未采样量子比特对的平均保真度。所提出的估计协议在具有任意噪声且没有先验信息的困难场景中实现了最低的均方估计误差。此外，该协议是实现友好的，因为它只执行本地泡利算子根据预定义的序列。数值研究表明，现有的保真度估计协议相比，所提出的协议减少了估计误差，在这两种情况下与i.i.d.噪声和相关噪声。
2022-10-07 quant-ph
Fast GHZ encoding with $1-o(1)$ fidelity
Joint Quantum Institute, Department of Physics, NIST/University of Maryland（联合量子研究所，马里兰大学物理系）；Joint Center for Quantum Information and Computer Science, NIST/University of Maryland（量子信息与计算科学联合中心，马里兰大学）
本研究提出结合自旋压缩动力学与量子信号处理的协议，用全连接两局域有界哈密顿量实现了$O(\log N/N)$时间、保真度$1-o(1)$的$N$比特GHZ编码，达到对应理论下界，经尺度变换也满足幂律相互作用哈密顿量的信号时间下界。
2026-08-28 math-ph math.MP quant-ph
Lemniscate phase trajectories for high-fidelity GHZ state preparation in trapped-ion chains
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Moscow Institute of Physics and Technology（莫斯科物理技术学院）；National Research Nuclear University MEPhI（国立核研究大学梅普赫伊）
本文提出一种莱姆斯曲线脉冲，通过特殊相位轨迹降低GHZ态制备保真度误差，使20离子链的保真度可达10^-4。
2026-04-02 quant-ph
Entanglement and quantum teleportation via decohered tripartite entangled states
讨论了两类多比特GHZ态和类GHZ态通过广义振幅阻尼通道的纠缠行为。尽管这条通道会降低纠缠特性，从而降低量子隐形传态的传输能力，但通过控制Bell测量、分析器角度和通道强度，总是可以提高较低的纠缠度和传输态的保真度。在广义振幅阻尼信道中使用类GHZ态比使用普通GHZ态要好得多，其中纠缠的衰减率和隐形传态的保真度都小于GHZ态。
2014-01-04 quant-ph
Training iterated protocols for distillation of GHZ states with variational quantum algorithms
本文提出用变分量子算法训练迭代协议以蒸馏GHZ态，发现针对两次迭代后的输出进行优化可更有效地从白噪声输入中蒸馏GHZ态，并能纠正多种相干纯态误差。
2024-01-04 quant-ph
Observables suitable for restricting the fidelity to multipartite maximally entangled states
本文提出了一类适用于确定一个态对多体Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态的保真度的观测量。给定一个属于该类的观测值的期望值，我们给出了一个简单的公式，给出了保真度的下限和上限。将该公式应用于Pan { \it et al}的GHZ态制备实验。{[Nature（London）{ \bf 403}，515（2000）]}中，我们证明了所观察到的态位于可分混合三量子比特态类之外。对于这类算子，在状态估计中采用最小方差原则{[Phys.Rev.A { \bf 60}，4338（1999）]}，总是得到具有最小保真度的状态.
2005-10-31 quant-ph
Robust GHZ State Preparation via Majority-Voted Boundary Measurements
Concordia University（康科迪亚大学）；INTRIQ, ÉTS（INTRIQ，魁北克理工大学）
本文提出Group-MV协议，通过划分耦合图并利用多数投票边界测量提升GHZ态制备的保真度，实验显示其在30至60个量子比特上比Line动态方法提高了2.4倍的保真度。
2026-05-01 quant-ph
Optimal GHZ-State Distribution in LOSR Quantum Networks via Local Decoding from Information Sets
University of Luxembourg（卢森堡大学）
针对仅使用二分源时LOSR网络无法制备GHZ态的问题，本文证明通过将网络超边与线性码坐标对应，当每个节点的边构成信息集时，局部解码器可将源态转换为保真度为d^{m-M}的N方GHZ态，且该保真度在局部酉策略中达到最优。
2026-06-23 quant-ph
Fidelity-Aware Multipath Routing for Multipartite State Distribution in Quantum Networks
本文提出保真度感知的多路径路由协议，通过优化量子存储器截止时间，在量子网络中分发多方纠缠态，相比单路径路由，分发速率提升8.3倍，GHZ态保真度提升28%。
2025-08-07 quant-ph
Realizing a Compact, High-Fidelity, Telecom-Wavelength Source of Multipartite Entangled Photons
本文提出了一种紧凑且高保真度的电信波长多粒子纠缠光子源，通过自发参量下转换产生高保真度的GHZ态，适用于实际量子网络应用。
2024-06-30 quant-ph
Effect of quantum noise on deterministic joint remote state preparation of a qubit state via a GHZ channel
量子保密通信为信息安全带来了新的发展方向。确定性联合远程态准备（DJRSP）是量子保密通信的重要组成部分，它能以100%的成功率安全传输一个量子态。在本文中，我们研究了当协议中涉及的量子比特受到噪声或退相干时，DJRSP的效率如何受到影响。以基于GHZ的DJRSP方案为例，我们研究了在量子通信协议的实际实现中通常遇到的所有类型的噪声，即，位翻转、相位翻转（相位阻尼）、去极化和幅度阻尼噪声。研究表明，在比特翻转噪声中，输出态的保真度取决于相位因子、幅度因子和噪声参数，而在其他三种噪声中，保真度仅取决于幅度因子和噪声参数。在幅值阻尼噪声中，接收端根据第一个接收端的测量结果得到不同的输出状态。我们的研究结果将有助于提高量子保密通信的实际实现。
2016-09-08 quant-ph
Direct estimation of minimum gate fidelity
随着当前对构建量子计算机的兴趣，强烈需要精确且有效地表征量子门实现中的噪声。量子门性能的关键量度是最小门保真度，即，门的保真度，在所有输入状态下最小化。传统上，最小保真度的估计，首先准确地重建全门过程矩阵使用量子过程层析成像（QPT）的实验过程。然后，进行数值最小化以找到最小保真度。然而，众所周知，QPT是昂贵的，如果目标只是估计一个数字，我们可能会做得更好。在这项工作中，我们提出了一个混合的数值实验计划，采用数值无梯度最小化（GFM）和实验目标保真度估计过程直接估计的最小保真度，而无需重建的过程矩阵。我们比较这一替代方案，称为QPT保真度估计，不使用QPT，但直接采用最小的门保真度作为终止标准。因此，这两种方法都可以被认为是直接估计方案。一般的理论界建议一个显着的资源节约GFM计划QPT保真度估计，然而，特定类别的噪声的数值模拟表明，这两种方案具有相似的性能，提醒我们需要谨慎使用一般的界限时，具体的例子。然而，GFM计划，提出了未来的资源成本的改善潜力，甚至更有效的GFM算法的发展。
2020-08-19 quant-ph
Efficient sampling for Pauli-measurement-based shadow tomography in direct fidelity estimation
本文提出仅用局部Pauli测量对GHZ、W和Dicke态执行直接保真度估计的高效采样方法，通过调整可观测量分布，将所需测量次数分别收紧14.22倍和16倍，且无需额外预处理。
2025-09-16 math.QA quant-ph
Operator-aware shadow importance sampling for accurate fidelity estimation
NextQuantum；Department of Electrical and Computer Engineering, Seoul National University（首尔大学电气与计算机工程系）；Department of Computer Science and Engineering, Konkuk University（建国大学计算机工程系）
本文提出面向运算符的阴影重要性采样算法，通过改进保真度估计方法，提升对结构化态和海尔随机态的准确性和效率。
2026-03-11 quant-ph
Resource-efficient analyzer of Bell and Greenberger-Horne-Zeilinger states of multiphoton systems
我们提出了一个资源有效的错误拒绝偏振编码多光子系统的纠缠态分析仪。我们的分析器基于两个单光子量子非破坏探测器，其中每个探测器都是用四能级发射器实现的（例如，量子点）耦合到一维系统（例如微柱腔或光子晶体波导）。该分析器采用被动工作方式，无需任何主动操作或快速开关，即可完全分辨$n$光子的$2^n$ Greenberger-Horne-Zeilinger~（GHZ）态。当满足理想的单光子散射条件时，GHz状态分析的效率和保真度原则上可以接近于1。对于非理想散射，这通常会降低GHz状态分析的保真度，我们引入了一个被动的误差抑制电路，使其效率略有下降的代价，一个近乎完美的保真度。此外，该协议可以直接用于执行双光子贝尔态分析。因此，这种被动的、资源有效的和错误拒绝的协议可以用于实际的量子网络。
2019-11-06 quant-ph
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
Toolbox for entanglement detection and fidelity estimation
态保真度的确定和纠缠态的检测是量子信息实验中的基本问题。我们研究如何以最小的努力实现这些目标。我们表明，GHZ和W状态的保真度可以确定的努力只与量子比特数线性增加。我们还提出了简单而强大的方法，其他状态，如集群状态和状态的消相干自由子空间。
2007-09-13 cond-mat.other quant-ph
Fast measurement-based generation of large-scale Greenberger-Horne-Zeilinger state with atomic nuclear-spin qubits
Center for Theoretical Physics and School of Physics and Optoelectronic Engineering, Hainan University（海南大学理论物理中心及物理与光电工程学院）
研究利用类碱土原子核自旋量子比特，通过量子铁磁门基于测量快速制备大规模GHZ态，从三数据原子与一辅助原子积态出发，经特定电路可生成多比特GHZ态，分析显示可实现243量子比特态且保真度高。
2026-07-15 quant-ph
Experimental quantum voting using photonic GHZ states
University of Geneva（日内瓦大学）
本研究通过光子GHZ态实现了一种量子投票实验，确保选民隐私并验证选举结果的可靠性。
2025-12-19 quant-ph
Generating GHZ states with squeezing and post-selection
许多量子态制备方法依赖于耗散量子态初始化的组合，随后是到期望的目标态的幺正演化。在这里，我们证明了量子测量作为量子态制备的附加工具的有用性。从一个纯的可分多体态出发，通过控制序列，包括旋转、单轴扭转的自旋压缩、量子测量和后选择，产生一个高度纠缠的多体态，我们称之为投影压缩态（或PS态）。通过优化方法，我们确定所需的参数，以最大限度地提高重叠保真度的PS状态与最大纠缠Greenberger-Horne-Zeilinger状态（或GHZ状态）。该方法导致一个显着减少的状态准备时间的GHZ态相比，通过单一的单轴扭曲的幺正演化的准备。
2019-11-27 quant-ph
Scalable Experimental Bounds for Entangled Quantum State Fidelities
本研究通过高效实现可扩展电路，在Quantinuum H1离子阱系统上首次测得高达N=10的Dicke态和N=20的GHZ态的态制备保真度下界，为NISQ设备上的纠缠基准测试提供了新路径。
2025-01-27 cs.DS quant-ph
Experimental high-intensity three-photon entangled source
我们直接按照Rarity和Tapster的方案[J. G. Rarity和P.R. Tapster，Phys.Rev.A59，R35（1999）]。三重符合率可达200 Hz以上，保真度为0.811，强度可进一步提高，保真度适度下降。通过检验Bell-Mermin不等式和使用纠缠见证算子来表征GHZ纠缠.为了优化偏振纠缠源，我们从理论上分析了单光子源的平均光子数与参量下转换几率之间的关系。
2008-09-15 quant-ph
Extracting perfect GHZ states from imperfect weighted graph states via entanglement concentration
针对多光子高保真GHZ态制备受相干与非相干误差限制的问题，提出仅需对不完美加权图态做局域门和测量的纠缠浓缩协议，可高效生成完美GHZ态且对非相干噪声鲁棒。
2022-12-24 quant-ph
Big cats: entanglement in 120 qubits and beyond
本研究在120个超导量子比特上制备了迄今最大的GHZ态，通过优化编译、低开销错误检测和临时逆计算实现，测得保真度0.56(3)，后选择率28%，并用多种方法认证保真度等效性。
2025-10-10 quant-ph
Generating and stabilizing the GHZ state in circuit QED: Joint measurement, Zeno effect and feedback
在固态电路QED系统中，我们将先前关于产生和稳定两个量子比特Bell态的研究[Phys.Rev.A82，032335（2010）]扩展到三个量子比特GHZ态。在色散机制中，我们采用零差联合读出多个量子比特来推断进一步处理的状态，特别是使用它来稳定状态直接通过交替翻转中断芝诺（AFIZ）计划。此外，基于滤波电流的最先进的反馈动作不仅能够在初始阶段确定性地生成预GHZ状态，而且还能够在后期稳定过程中从环境引起的退化中快速恢复。我们证明了在有效的量子测量和快速的单量子比特旋转条件下，该方案可以保持态的高保真度。
2011-03-07 quant-ph
Deterministic multi-qubit entanglement in a quantum network
量子纠缠是量子计算和量子通信的关键资源\cite{Nielsen2010}。扩展到大型量子通信或计算网络还需要多量子比特纠缠\cite{Gottesman1999,Duan2001,Jiang2007}的确定性生成。最近已经用微波光子\cite{Kurpiers2018,Axline2018,Campagne2018,Leung2019,Zhong2019}、光学光子\cite{Humphreys2018}和表面声波声子\cite{Bienfait2019}证明了两个远程量子比特的确定性纠缠。然而，多量子比特纠缠的确定性产生和传输尚未得到证明，主要是由于有限的状态传输能力。在这里，我们报告了一个量子网络，它包括两个独立的超导量子节点，由一根1米长的超导同轴电缆连接，其中每个节点包括三个互连的量子比特。通过将同轴电缆直接连接到每个节点中的一个量子比特，我们可以在节点之间传输量子态，其过程保真度为$0.911\pm0.008$。使用高保真通信链路，我们可以在一个节点中制备三量子比特Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态\cite{Greenberger1990,Neeley2010,Dicarlo2010}，并确定性地将该态转移到另一个节点，其中转移的态保真度为$0.656\pm 0.014$。我们进一步使用这个系统来确定性地生成一个两个节点，六个量子比特的…
2020-11-26 quant-ph
Efficient experimental estimation of fidelity of linear optical quantum Toffoli gate
提出了N比特控制Z门量子过程保真度的一个有效可测下界。这个界限是由N个部分共轭乘积基的平均输出态密度决定的。我们的方法的一个明显的优势是，只有与产品状态的结晶需要测量，同时保持测量的总数远远小于什么是必要的全量子过程层析成像。作为应用，我们用这种方法对三量子比特线性光量子Toffoli门的量子过程保真度F进行了实验估计，发现F>=0.83。我们还通过从输入的乘积态制备GHZ型三量子比特纠缠态证明了门的纠缠能力。
2013-10-16 quant-ph
Analysis of Multipartite Entanglement Distribution using a Central Quantum-Network Node
研究了在量子网络中通过中心节点分配多体纠缠态的性能（速率和保真度）。具体地说，我们考虑的情况下，多体纠缠态首先在本地制备的中心节点，然后通过量子隐形传态传输到网络的终端节点。作为我们的第一个结果，我们提出了领先的顺序的解析表达式和下限的速率和保真度，在这一类特定的多体纠缠态，即Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）状态，分布。我们的保真度的解析表达式准确地说明了存储在量子存储器中时单个量子比特遇到的时间相关的去极化噪声，使用蒙特卡罗模拟进行了验证。作为我们的第二个结果，我们比较的情况下，中央节点是一个纠缠交换机和GHZ状态是由终端节点以分布式的方式创建的性能。除了这两个结果，我们概述了如何在物理上实现基于心灵传输的计划，使用被困离子或氮空位中心的钻石。
2023-02-06 quant-ph
Measurement of GHZ and cluster state entanglement monotones in transmon qubits
超导量子比特中纠缠的实验检测大多局限于两个以上量子比特的基于量子数的方法和相关方法，这些方法可以证明存在一些纠缠，但不能严格量化多少。在这里，我们通过估计纠缠单调来测量在16量子位IBM Rueschlikon（ibmqx5）芯片上制备的三量子位和四量子位GHZ和线性簇态的纠缠。GHZ态和团簇态不仅在量子计算中有着广泛的应用，而且它们具有相似的态制备电路和量子效率，可以对它们的纠缠度进行有意义的比较。我们还测量了单调随时间的衰减，并发现在GHz的情况下，他们实际上振荡，我们解释为漂移之间的相对相位的$|0\rangle^{\otimes n}$和$|1\rangle^{\otimes n}$组件，但不是振荡的实际纠缠。在用虚拟Z旋转对这种漂移进行实验校正后，我们发现GHZ态似乎比团簇态更鲁棒，在以后的时间里表现出更高的保真度和纠缠。我们的研究结果有助于量化和理解的强度和鲁棒性的多量子比特纠缠在噪声环境中的超导量子计算机。
2018-08-15 quant-ph
Quality of joint remote preparation of an arbitrary two-qubit state under the effect of noise
研究了当量子信道中的4个量子比特（由GHZ态和类GHZ态组成）受到噪声干扰时，如何提高联合远程制备任意2个量子比特的质量.增加两个控制参数，一个在量子信道中，另一个在第二发送器的测量中，以便优化平均的量子度。通过对最优平均优先级的行为分析表明，协议效率的优化有两种不同的途径。第一个是简单地选择合适的量子信道以及测量，其中可以在大的噪声参数值中找到所需的保真度。第二种是通过量子比特和耗散环境之间的相互作用，其结果是更多的噪声，更逼真。
2017-03-18 quant-ph
Generation of GHZ entangled states of photons in multiple cavities via a superconducting qutrit or an atom through resonant interaction
本文提出了一种在n个微波腔（或谐振腔）中通过与单个超导量子的共振相互作用产生n个光子GHZ纠缠态的有效方法。部署qutrit，而不是qubit，作为耦合器，使我们能够使用共振相互作用专门用于所有qutrit-cavity和qutrit-pulse操作。这种独特的方法大大缩短了操作时间，有利于减少量子退相干和腔衰减对协议保真度的不利影响。此外，该协议不涉及对Qutrit或腔光子的状态的测量。我们还表明，该协议可以推广到其他系统中，通过替换超导Qutrit耦合器与不同类型的物理Qutrit，如一个原子的情况下，腔QED，完成同样的任务。
2012-07-30 quant-ph
Quantum Circuit Partitioning For Effective Utilization of Quantum Resources
The Washington Institute for STEM Entrepreneurship and Research (WISER)（华盛顿STEM创业与研究研究所）；Naval Nuclear Laboratory（海军核实验室）
研究通过对比不同电路划分方法，评估其在提升保真度、支持分布式执行和扩展电路规模方面的有效性，发现对大规模高互联电路有显著提升，但对某些电路类型在大尺度下性能下降。
2026-04-24 quant-ph
Wireless Josephson parametric amplifier above 20 GHz
University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
该研究设计并实现了超20 GHz无线约瑟夫森参量放大器，实现了20 dB增益和接近量子限的噪声特性，用于提升超导量子比特的读出性能。
2026-01-21 quant-ph
Distillation of N-Qubit Stabilizer States on a Star Network Topology
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
提出一种基于任意稳定子码的纠缠蒸馏协议，在星型网络拓扑上高效地将N量子比特GHZ态转换为高保真逻辑态，并通过数值实验和理论证明其普适性。
2026-10-01 quant-ph
Practical Fidelity Limits of Toffoli Gates in Superconducting Quantum Processors
本研究针对超导量子处理器中Toffoli门实现受噪声和连接性限制的问题，通过硬件感知的分解方案与多场景层析实验，量化了不同输入态下的保真度差异及策略权衡，为高效量子电路设计提供实证依据。
2025-09-05 quant-ph
Simple preparation of Bell and GHZ states using ultrastrong-coupling circuit QED
纠缠量子系统的能力对于量子技术的许多应用至关重要，包括量子通信和量子计算。在这里，我们提出了一个新的，简单的，多功能的设置确定性创建贝尔和格林伯格-霍恩-蔡林格（GHZ）状态之间的光子的不同频率的两步协议。该装置由一个量子位（qubit）超强耦合到三个光子谐振器模式。在我们的协议中，唯一需要的操作是将量子比特置于叠加态，然后将其频率与谐振器模式频率之和调谐到谐振或谐振之外。通过选择我们将量子比特调谐到哪个频率，我们选择了我们创建的纠缠态。我们表明，我们的协议可以实现高保真度使用可行的实验参数在最先进的电路量子电动力学。我们的设置的一个可能的应用是作为量子网络中的节点分发纠缠。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Practical scheme for efficient distillation of GHZ states
本文提出一种基于后选择非线性变换和迭代过程的LOCC方案，以子指数收敛高效蒸馏GHZ态，纠正任意小误差，兼具操作简单性与实用性。
2025-01-21 quant-ph
Optimal Verification of Greenberger-Horne-Zeilinger States
我们构造了最佳的协议，用于验证量子比特和量子GHZ状态使用本地投影测量。当局部维数是素数时，仅从泡利测量构造最优协议。我们的协议提供了一个高效的方法来估计保真度和证明真正的多体纠缠。特别是，他们使认证的真正的多体纠缠时，只有一个测试的本地尺寸是足够大的。凭借自适应局部投影测量，然后，我们构造的协议验证GHZ类状态是最佳的所有协议的基础上单向通信。如果允许额外的通信，则可以进一步提高效率。最后，我们构造了最优协议，用于验证GHZ状态和近似最优协议GHZ类状态在对抗的情况下。
2020-05-18 math-ph math.MP quant-ph
Complexity analysis of quantum teleportation via different entangled channels in the presence of noise
量子通信是量子计算的研究热点之一，其中量子态的隐形传态具有一定的优势，受到了研究者的广泛关注。到目前为止，已经介绍了大量的传送方案。在这里，我们比较了不同的纠缠信道，如两个量子比特的贝尔信道，三个量子比特的GHZ信道，两个和三个量子比特的集群状态，高度纠缠的五个量子比特的布朗\emph{et al.}状态和六个量子比特的Borras \emph{et al.}状态的单量子比特的信息的隐形传态。我们计算并比较了每种情况下的量子成本。此外，我们研究了六种噪声模型，即位翻转噪声，相位翻转噪声，位相位翻转噪声，振幅阻尼，相位阻尼和去极化误差可能会影响用于隐形传态的通信信道的影响。在噪声模型的存在下，初始状态的保真度相对于隐形传态的变化的调查进行。噪声参数$η$的不同值的保真度变化的视觉表示通过图表完成。结果表明，在所有的噪声模型下，随着噪声参数的取值在$η\in [0,0.5]$范围内，纠缠信道的保真度都降低。之后，在Bell信道、GHZ信道和三量子比特团簇态信道中，保真度在所有噪声模型下都呈现上升趋势。然而，在其他三个通道中，在振幅阻尼、相位阻尼和去极化噪声的情况下，保真度显著降低，并且对于布朗\emph{et al.}和博拉斯\emph{et al.}通道中的$η= 1$，保真度甚至达到零。
2021-08-05 quant-ph
Rapid high-fidelity multiplexed readout of superconducting qubits
量子位读出的持续时间和保真度是量子信息处理中的应用的关键因素，因为它限制了在测量之后重新使用量子位或基于测量结果应用反馈的算法的保真度。在这里，我们提出了一个单一的1.2 GHz宽的读出通道中的五个量子位的快速多路复用读出。使用80 ns的读出脉冲长度和填充读出谐振器小于250 ns，我们发现五个测量的量子位的平均正确分配概率为$97\%$。单个读出误差与同时测量量子位时发现的误差之间的差异在$1\%$范围内。我们采用单独的Purcell滤波器为每个读出谐振器，以抑制非谐振驱动，我们的特点是对无意中测量的量子位施加的失相。我们期望这里提出的读出方案对于多量子比特量子处理器中单个量子比特的选择性读出特别有用。
2018-01-24 quant-ph
Generation of Bell and GHZ states from a hybrid qubit-photon-magnon system
我们提出了一种混合体系结构中的水平分辨协议，用于连接包含在微波腔（谐振器）中的超导量子比特和磁振子模式，以产生局域和全局纠缠态，从而在量子通信，量子精密测量和量子信息处理中实现广泛的应用。利用这种混合量子比特-光子-磁振子系统的高度可控性，我们通过共振器与量子比特之间以及共振器与磁振子之间的强反向旋转相互作用，导出了二阶或三阶共振点处的有效哈密顿量。因此，我们可以有效地产生光子-磁振子和量子比特-磁振子系统的Bell态以及整个混合系统的Greenberger-Horne-Zeilinger态。我们还检查我们的协议对环境噪声的Lindblad主方程的鲁棒性。我们的工作使得这种高度可控的混合平台成为实现最大纠缠多重态的高保真候选者。
2021-10-13 quant-ph
Improving the probabilistic quantum teleportation efficiency of arbitrary superposed coherent state using multipartite even and odd j-spin coherent states as resource
提出利用多体偶奇j自旋相干态作为纠缠资源，通过重复GHZ态测量实现任意叠加相干态的高效概率量子隐形传态，显著提升平均保真度与成功概率。
2023-05-10 quant-ph
High-Fidelity Transmon Reset with a Multimode Acoustic Resonator
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）
利用多模声学谐振器实现Transmon量子比特的高保真度重置，通过冷 phononic 浴降低激发态人口，提升量子电路的初始化精度。
2026-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multi-partite quantum cryptographic protocols with noisy GHZ states
我们提出了一个广泛的类蒸馏方案的多体纠缠态的CSS状态。我们的建议不仅提供了优越的效率，但也有新的见解CSS状态和二分图状态之间的连接。然后，我们将我们的蒸馏计划的三分之一的情况下，三个密码任务-即（a）会议密钥协议，（b）量子共享的经典秘密和（c）第三人密码。此外，我们构建了“测量和测量”协议，可以实现与一次只生成一个纠缠对上述三个密码任务。这使得以前的实验实现，需要同时产生两个纠缠对显着简化。我们还研究了这些协议的收益率和阈值的保真度以上的协议可以安全地运行。令人惊讶的是，我们的协议将安全地运行，即使初始状态不违反GHZ状态的标准贝尔不等式。
2008-04-03 quant-ph
Fidelity-based distance bounds for $N$-qubit approximate quantum error correction
Eastin-Knill定理是量子纠错理论的核心结果，它指出量子码不能精确地纠正错误，具有连续对称性，并横向实现一组通用的门。为了避免这个结果，有几种方法可以放弃精确的纠错或连续对称。在这种情况下，通常采用保真度的补充测量作为量化量子态可扩展性和误差校正中的基准近似的方式。尽管具有有用的性质，但对于具有大量纠缠量子比特的量子态，评估保真度度量是一项具有挑战性的任务。考虑到这一点，我们解决了两个距离措施的基础上的子和superparametities作为一种方式来约束误差近似，这反过来又需要一个较低的计算成本。我们的模型缺乏精确的误差校正相当于一个单一的移相通道的行动，评估建议的基于结晶度的距离分析和数值，并获得一个封闭形式的表达式为一般的$N$ -量子位量子态。我们用两个典型的例子来说明我们的边界，一个$N$ -量子比特混合GHZ态和一个$N$ -量子比特混合$W$态。
2023-03-25 quant-ph
Efficient Quantum Mixed-State Tomography with Unsupervised Tensor Network Machine Learning
本文提出基于局域纯化态拟设和无监督张量网络机器学习的高效混合态量子态层析方案，以远少于最小二乘法的POVM基数量实现更高保真度，并在10量子比特GHZ态上验证了其高效性与鲁棒性。
2023-08-14 quant-ph
Probabilistic Quantum Teleportation via 3-Qubit Non-Maximally Entangled GHZ State by Repeated Generalized Measurements
提出了一种利用3比特非最大纠缠GHZ态作为量子信道，实现粒子（0）单比特态概率量子隐形传态的重复广义Bell态测量方案. Alice保留3个量子位资源中的两个量子位（比如1和2），第三个量子位（比如3）给Bob。最初，Alice在量子位0和1上执行GBSM，这可能导致成功或失败。在获得成功后，Alice在$σ_{x}$的本征基中对量子比特2执行投影测量。这两个测量结果都被经典地传递给Bob，这有助于他对量子位3执行合适的幺正变换以恢复信息状态。另一方面，如果获得失败，则在量子位0和2上执行GBSM的下一次尝试。在交替的量子位对上重复GBSM的这个过程可以继续，直到实现具有单位保真度的完美隐形传态。我们已经获得了成功概率的解析表达式高达三个重复的GBSM。成功概率是一个多项式函数的NME资源的二分并发。绘制了成功概率随二部并发度的变化曲线，表明成功概率随GBSM重复次数收敛于1。
2022-09-23 quant-ph
Scalable High-Dimensional Multipartite Entanglement with Trapped Ions
提出BOAT协议，将单轴扭转哈密顿量推广至量子点以制备高维GHZ态，并在囚禁离子系统中实现可扩展的高维多体纠缠生成与认证。
2024-07-29 quant-ph
Entanglement purification for arbitrary multipartite high-dimensional Greenberger-Horne-Zeilinger state
University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）
研究如何利用纠缠纯化协议从大量低纠缠GHZ态中提取高质量任意d维n体GHZ态子集，可纠正量子位翻转和相位翻转误差，通过迭代提高输出态保真度，不受污染光子数影响，为高维多体纠缠纯化提供替代方法。
2026-07-27 quant-ph
Probing the robustness of various self-testing protocols for multipartite entangled states
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
研究多体纠缠态中GHZ态自测试协议的稳健性，利用解析算子不等式框架，通过比较基于Svetlichny和MABK贝尔算子构建的自测试方案的保真度界限，发现基于Svetlichny算子的方案更稳健，是现实噪声场景中GHZ态设备无关认证的有利候选。
2026-07-29 quant-ph
Entanglement distribution in two-dimensional square grid network
本文研究二维方格量子网络中通过 GHZ 交换融合低保真纠缠片段的纠缠分发，证明链路级提纯或空间约束均无法维持与距离无关的速率，并给出多 Werner 态交换的解析公式。
2023-06-06 quant-ph
Entangling four logical qubits beyond break-even in a nonlocal code
本文在 Quantinuum H2 上用 $[\\![25,4,3]\\!]$ 非局域 qLDPC 码编码四逻辑量子比特 GHZ 态，并以交换门实现逻辑纠缠，保真度超过未纠错物理方案及盈亏平衡点。
2024-08-05 quant-ph
