Quantum randomness can be controlled by free will -a consequence of the before-before experiment
“before-before”实验表明,量子随机性可以被时空之外的影响所控制,因此也可以被非物质的自由意志所控制。我们不应该把量子物理学看作是解释自由意志的模型,而应该把自由意志看作是解释为什么自然定律是量子的一个原始原理。
2009-01-19 quant-ph
Quantum-Classical Complementarity and Relativistic Massless Free Fields
结果表明,自由,无质量场的相对论波动方程显示量子经典互补。
2018-05-17 quant-ph
Free will and quantum mechanics
一个简单的例子表明,违反自由意志允许重现量子力学的预测,和克劳泽-霍恩参数可以采取最大值4的一个适当的选择。
2011-05-05 quant-ph
Quantum computing with four-particle decoherence-free states in ion trap
提出了量子计算门应用于无退相干态的囚禁离子。由于具有不同量子叠加本征能的分量的时间演化引起的相位变化被完全冻结,基于该模型的量子计算将是完美的。讨论了该方案在未来离子阱量子计算机中的可能应用。
2001-11-07 quant-ph
Holonomic quantum computation in decoherence-free subspaces
我们展示了如何实现,通过非阿贝尔量子完整,一组通用的量子门作用于消相干的子空间和子系统。以这种方式,我们汇集了量子相干性稳定的优点消相干自由子空间和容错的全几何完整控制。我们讨论的背景下,使用捕获的离子和量子点的量子信息处理这个方案的实施。
2005-08-10 quant-ph
Free particle trapped in an infinite quantum well examined through the discrete calculus model
我们用离散方法求解了有限宽无限深量子阱中自由粒子和自由粒子组成的量子气体的薛定谔方程和布洛赫方程。得到了离散情形下的能量本征值、本征函数以及密度矩阵和配分函数的表达式。应用连续量子力学极限,我们恢复了连续变量量子力学中的相应结果。
2023-03-14 quant-ph
Non-Adiabatic Holonomic Quantum Computation in Decoherence-Free Subspaces
量子计算结合了消相干子空间的相干稳定性和几何完整控制的容错性,具有重要的实际意义。近年来,人们提出了一些在无退相干子空间中进行绝热完整量子计算的方案。然而,在无退相干子空间中的非绝热完整量子计算,它避免了长的运行时间的要求,但所有的鲁棒性的优点,仍然是一个开放的问题。在这里,我们演示了如何在无退相干子空间中实现非绝热完整量子计算。通过只使用三个相邻的物理量子比特进行集体退相来编码一个逻辑量子比特,我们实现了一组通用的量子门。
2012-10-25 quant-ph
Universal quantum computation with electronic qubits in decoherence-free subspace
我们研究了如何利用偏振分束器、电荷探测器和单自旋转动来实现无退相干子空间中自由电子的确定性普适量子计算。在我们的例子中,量子信息被编码在构成无消相干子空间的电子对的自旋自由度中。我们设计了两个不可交换的单逻辑量子比特门和一个逻辑控制的相位门的构建模块,基于此,一个通用的和可扩展的量子信息处理鲁棒的退相是以确定性的方式。
2007-10-22 quant-ph
Decoherence-Free Rotational Degrees of Freedom for Quantum Applications
我们采用球形$t$ -设计的固体,其旋转自由度的系统建设,可以强大的退相干由于外部波动场,同时保持其灵敏度感兴趣的信号。具体地,来自附近源的信号相位累积速率与由来自更远源的波动场引起的退相干速率的比率可以通过使用越来越复杂的形状而增加到任何期望的水平。这允许产生旋转自由度的长寿命宏观量子叠加以及两个或更多个这样的固体之间的纠缠的稳健产生,其应用于稳健的量子传感和精密计量以及量子寄存器。
2020-01-03 quant-ph
Quantum computing and communication with decoherence-free atomic states
在量子计算和量子通信中,为了抵抗退相干对量子比特态相位因子的破坏,利用无退相干态进行量子信息的处理、传输和存储具有重要意义。我们提出了一个在单模腔中利用四个无消相干态的原子实现纠缠和基本量子逻辑门的方案。量子信息的传输可以直接从一个原子到另一个原子,其中腔仅被虚拟激发。讨论了该方案的可能应用和实验要求
2001-11-07 quant-ph
Quantum Fourier Transform in a Decoherence-Free Subspace
量子傅里叶变换在许多量子算法中占有重要地位。为了消除量子系统与环境之间耦合引起的退相干的破坏性影响,我们提出了一种在本征无退相干子空间上进行量子傅里叶变换的鲁棒方案.将该方案应用于集体退相干条件下量子网络上量子傅里叶变换的电路设计。文中还讨论了编码效率和可能的改进。
2004-09-19 quant-ph
"Interaction--free'' interaction: entangling evolution via quantum Zeno effect
研究了频繁重复的量子测量对纠缠演化的影响。同时也揭示了在Zeno效应区之外有条件冻结系统在最大纠缠态的可能性。的动态版本的“无相互作用”的测量的现象的说明。一些一般性的结论。
1998-07-11 quant-ph
Universal quantum computation with quantum-dot cellular automata in dephasing-free subspace
利用量子点元胞自动机(QCA)和单自旋旋转,研究了在无相位子空间(DFS)中存在电子对的可能性,以实现高保真度和确定性的普适量子计算.我们表明,我们的QCA设备与电子隧穿二维是非常适合DFS编码,并认为我们的设计有利于可扩展的量子计算强大的集体失相错误。
2008-08-22 quant-ph
Localization for free ultrametric quantum particle
研究了一般超度量空间中量子粒子的自由演化。我们发现,如果平均零波包局域在超度量空间中的某个球中,那么它的演化仍然局域在同一个球中。
2005-10-18 quant-ph
A quantum repeater based on decoherence free subspaces
我们研究了Klein等人[Phys.Rev.A73,012332(2006)]最近提出的基于无退相干量子门的量子中继器。在这个方案中,在无退相干子空间上的许多操作利用辅助量子比特,其经历退相,从而将退相干引入系统。我们研究这种退相干如何影响纠缠交换和纯化以及量子中继器的性能。我们比较了消相干自由量子中继器与基于受消相干影响的量子比特的量子中继器,并表明当由于常规量子比特的长等待时间而引起的消相干变得显著时,它的性能优于后者。因此,基于消相干自由子空间的量子中继器有可能极大地改善长距离甚至洲际距离上的量子通信。
2007-11-12 quant-ph
Genuine time-bin-encoded quantum key distribution over a turbulent depolarizing free-space channel
尽管在纤维光学中广泛使用,但在光子时间仓状态中编码量子信息通常被认为对于自由空间量子通信是不切实际的,因为相干性引起的空间失真阻碍了在接收器处对时间仓状态的分析。在这里,我们展示了量子密钥分发使用时间仓光子态扭曲的湍流和去偏振在自由空间传输。利用一种新的分析仪设备,我们观察到稳定的量子比特错误率为5.32%,适合于生成安全的密钥,尽管显着的波前失真和偏振波动在1.2公里的通道。这表明了时间仓量子通信在长距离自由空间信道上的可行性,这将简化直接光纤/自由空间接口,并为多模、湍流或去极化信道上的实际自由空间量子通信提供新的方法。
2019-12-18 quant-ph
Quantum mechanics of the free Dirac electrons and Einstein photons, and the Cauchy process
在凸函数空间上构造了位置坐标系下自由Dirac电子和Einstein光子方程的基本解。结果表明,这些基本解决方案是通过一个酉变换通过柯西分布在虚时间。我们研究了自由粒子的经典相对论力学是如何从自由狄拉克电子的量子力学得到的。
2015-10-23 quant-ph
Experimental free-space quantum secure direct communication and its security analysis
我们报道了一个基于单光子的自由空间量子保密直接通信的实验实现。量子通信方案使用相位编码,并且非对称马赫-曾德尔干涉仪被优化,以便自动补偿光子在自由空间介质上跃迁期间的相位漂移。在10米自由空间内,信息传输速率达到500 bps,平均量子误码率为0.49% $\pm$ 0.27%。分析了Eve进行集体攻击和光子数分裂集体攻击情况下的安全性。我们的结果表明量子安全直接通信在自由空间是可行的。
2020-09-03 quant-ph
Gate Freezing Method for Gradient-Free Variational Quantum Algorithms in Circuit Optimization
Aalto University(阿尔托大学);University of Jyväskylä(于韦斯屈莱大学)
本文提出无需门冻结的梯度自由优化方法,通过重新分配优化资源提升Rotosolve、Fraxis和FQS等优化器性能,增强PQC优化的鲁棒性和效率。
2026-04-10 quant-ph
Protected quantum-state transfer in decoherence-free subspaces
我们提出并分析了一个鲁棒的量子态传输协议的使用相结合的相干量子耦合和消相干自由子空间的耦合量子自旋链。在消相干条件下,任意未知量子态嵌入消相干子空间中,通过弱耦合到两端寄存器的噪声信道可以实现量子态的完全传输。该方法保护了量子信息不受信道噪声和环境退相干的影响。以利用两个物理量子比特编码一个逻辑量子比特为例,通过数值计算验证了该方法的鲁棒性.
2015-04-07 quant-ph
Quantum Algorithm for Distribution-Free Junta Testing
受Chen,Liu,Serverdio,Sheng,and Xie(STOC'18)最近提出的一个经典的无分布junta测试器的启发,我们构造了一个量子测试器,用于解决复杂度为$O(k/\varepsilon)$的相同问题,它构成了一个二次改进。我们还证明,没有有效的量子算法,这个问题使用量子的例子,而不是量子成员资格查询。该结果是独立于Bshouty针对该问题的$\tilde O(k/\varepsilon)$算法获得的。
2019-03-20 quant-ph
Irreversibility in Collapse-Free Quantum Dynamics and the Second Law of Thermodynamics
通过对量子动力学的非线性CPT破坏修正来解决量子测量问题的建议也为统计力学的不可逆性提供了一个可能的基本解释。该论点是以无崩溃帐户的形式表达的。相反的图景,即统计不可逆性产生量子不可逆性,被认为是不太令人满意的,因为它留下了玻恩概率规则的解释。
2006-05-02 quant-ph
Realization of Universal Ion Trap Quantum Computation with Decoherence Free Qubits
量子计算机与环境的任何残余耦合都会导致计算错误。将量子信息编码在所谓的无消相干子空间中提供了避免这些错误的手段。尽管在采用这种技术以数量级扩展存储器存储时间方面取得了巨大进展,但在这样的子空间内的计算一直很少。在这里,我们展示了实现一个通用的量子门的一组作用于消相干的离子量子比特。我们将这些门结合起来,在无退相干的可扩展量子计算机中实现了第一个受控非门。
2009-09-21 quant-ph
Quantum particles that behave as free classical particles
非零玻姆势的存在,在薛定谔方程的马德隆-玻姆版本中,允许构造量子粒子与作为自由经典粒子传播的非平凡外部势相互作用的状态的特解。这样的解决方案构造的相位满足经典的自由粒子的哈密顿-雅可比和其概率密度以恒定的速度传播,作为自由经典粒子。
2021-02-04 quant-ph
Scalable quantum computation based on quantum actuated nuclear-spin decoherence-free qubits
提出了一种基于量子驱动无退相干(DF)量子比特的可扩展量子计算体系结构。每个量子比特由核自旋对的DF子空间编码,并且具有长相干时间。选择金刚石中的氮空位中心作为量子驱动器,实现了量子比特的初始化、读出和通用控制,量子比特的有序度高于99%。它减少了经典接口的挑战,从控制和观察复杂的量子系统到简单的量子执行器。我们的方案也提供了一种新的方法来处理复杂的量子系统。
2016-12-27 quant-ph
Nodal free geometric phases: Concept and application to geometric quantum computation
节点自由几何相位是酉算子平行迁移族的最后一个成员的本征值。这些相位是规范不变的,总是很好地定义的,并且可以通过干涉测量。无节几何相位可以用来构造各种类型的量子相位门。
2008-01-14 quant-ph
Stable, low-error and calibration-free polarization encoder for free-space quantum communication
偏振编码自由空间量子通信要求量子态源具有快速偏振调制、长期稳定和低本征误码率的特点。本文提出了一种基于Sagnac干涉仪的光源,该光源由保偏光纤、光纤偏振分束器和电光相位调制器组成。该系统利用自由空间中的固定参考系生成预定的偏振状态,其在发射机和接收机处都不需要校准。通过这种方式,我们实现了长期稳定性和低错误率。还报道了一个概念验证实验,证明了量子误码率低于0.2%,持续数小时,而没有任何主动重新校准的设备。
2020-04-24 quant-ph
Measurement-free reconstruction circuit of quantum secrets in quantum secret sharing
针对一般稳定子码量子秘密共享缺乏通用无测量重构电路的问题,本文提出一种宽度为 k+|J|、门复杂度为 O(k|J|) 的电路方案。
2025-09-30 quant-ph
Quantum error correction assisted quantum metrology without entanglement
本文研究了量子资源在量子纠错辅助量子精密测量(QECQM)方案中的作用。我们表明,存在这样的问题,纠缠是没有必要的检索无噪声演化和海森堡缩放在很长的时间限制类。在短时间尺度上,即使没有任何形式的量子关联,无噪声演化也是可能的。特别是,对于量子位探针,我们表明,只要无噪声量子精密测量是可能的,通过QECQM,纠缠自由计划在长时间尺度和相关自由计划在短时间尺度上总是可能的。
2019-01-11 quant-ph
Error-free optical quantum communication
提出了一种通过噪声量子信道可靠传输量子信息的光学方案。该方案的灵感来自于量子纠错协议,但它避免了目前不可行的单光子之间的受控非操作的要求。本文提出的量子通信方案拒绝了单个比特翻转错误而不是纠正它们,并将三粒子纠缠态的量子测量特性与量子隐形传态的特性相结合。
2000-06-23 quant-ph
Quantum Computing Using Dissipation to Remain in a Decoherence-Free Subspace
我们提出了一种新的方法来实现量子门,在门操作过程中的退相干大大减少。这是通过利用环境诱导的量子芝诺效应,有效地限制了退相干自由子空间的动力学。
2000-07-04 quant-ph
Nondemolition observation of a free quantum particle
提出了一个自由量子布朗运动连续非破坏观测的随机模型。描述所观察到的量子系统的后验动力学的非线性随机波动方程在质量为m的自由粒子的高斯情况下求解。结果表明,波包的色散并不像未观测到的自由粒子那样增加到无穷大,而是趋于有限极限。
2005-12-17 quant-ph
Free entropy and quantum minimum description length
Stanford University(斯坦福大学);Syracuse University(雪城大学);Zyphra;The University of Hong Kong(香港大学)
本文在自由概率论中定义有限维物理自由熵,证明其刻画已知特征值未知特征基的多份量子态编程所需的最小量子内存(即量子最小描述长度),并讨论其与量子熵的区别及潜在应用。
2026-10-06 quant-ph
Free space quantum communication with a portable quantum memory
实现本质上安全并长距离运行的基本量子网络需要将执行不同任务的几个量子模块互连。在这项工作中,我们报告了四个不同的量子模块的互连:(i)一个随机偏振量子比特发生器,(ii)一个自由空间量子通信信道,(iii)一个超低噪声便携式量子存储器和(iv)一个量子比特解码器,在一个功能性的基本量子网络拥有量子信息分发协议所需的所有能力。我们在单光子水平上以随机序列产生编码偏振态$|H\rangle, |V\rangle, |D\rangle, |A\rangle$的弱相干脉冲。随机量子比特通过自由空间链路发送,并耦合到双轨室温量子存储器中,存储和检索后,在类似于BB84协议要求的四检测器偏振分析中进行分析。我们还展示了超低噪声和完全便携式操作,为存储器辅助的全环境自由空间量子密码网络铺平了道路。
2017-06-04 quant-ph
The Free Will Theorem, Stochastic Quantum Dynamics and True Becoming in Relativistic Quantum Physics
在贝尔不等式测试中,波函数的演化不是协变的,即在改变事件时间顺序的速度提升下不是不变的,但是控制可能结果的概率分布的定律是不变的。在这篇文章中,我将研究这可能意味着什么,以及是否可能存在某种协变的“真实量子物质”。这澄清了自由意志定理和相对论自发本地化模型的基础上的闪光本体(rGRWf)的含义。时间概念的一些含义被阐明。
2010-02-06 quant-ph
An Interaction-Free Quantum Shutter
我们给出了一个量子快门的物理实现的建议。这种快门是一种能够关闭通过狭缝的光的通道的机制。由于它必须是一个量子力学的对象,能够显示叠加,有趣的量子效应观察。最后,我们回顾了量子快门在构建量子存储器和CNOT门方面的一些应用。
2005-12-02 quant-ph
Evading Quantum Mechanics à la Sudarshan: quantum-mechanics-free subsystem as a realization of Koopman-von Neumann mechanics
本文指出Sudarshan关于Koopman-von Neumann力学的观点在量子力学无关子系统中得以实现,且随着该子系统的实验推进,这门力学已实质转变为一门工程科学。
2023-10-17 physics.class-ph quant-ph
Free Will - A road less travelled in quantum information
康威和Kochen的自由意志理论被视为计算机科学活动新领域的重要基础元素-开发量子计算协议
2016-02-16 physics.hist-ph quant-ph
Upper bound for the quantum coupling between free electrons and photons
本文推导了自由电子与光子量子耦合的上界,该上界取决于介质、电子速度及间距,并表明简单结构可实现约99%的上界,为强耦合提供实用指导。
2024-11-06 physics.optics quant-ph
Free-Space Quantum Key Distribution
基于物理定律而不是未经证实的数学复杂性基础,量子密码学为加密提供了一种完全不同的解决方案,并承诺无条件的安全性。量子密码系统通常建立在通过光纤彼此连接的两个节点之间。本章重点介绍在自由空间光信道上运行的量子密码系统,作为光纤同行的一种具有成本效益和免许可证的替代方案。它概述了在西班牙国家研究委员会(西班牙马德里)开发的实验性自由空间量子通信链路的不同部分。
2016-11-08 physics.optics quant-ph
Precedence and freedom in quantum physics
本文提出了一种新的量子力学解释,在这种解释中,优先性、自由性和新颖性起着中心作用。这是基于修改的假设为量子理论所给予的Masanes和穆勒。我们认为,量子力学是唯一的特点,作为概率理论,其中个别系统有最大的自由,在他们的反应实验,给出合理的公理的行为概率在物理理论。因此,就量子系统是自由的而言,在康威和科亨的意义上,存在一种它们是最大自由的意义。我们还提出,量子演化定律源于优先原则,根据该原则,量子系统上的测量结果是从同一量子系统上先前相同测量实例的结果集合中随机选择的。这意味着量子系统的动力学定律可以随着宇宙的演化而演化,因为新的纠缠态的形成会产生新的先例。
2012-05-16 gr-qc quant-ph
Quantum Entanglement of Free Particles
对多个自由粒子求解薛定谔方程,通过关联分析研究了它们之间的量子纠缠。将薛定谔方程转化为类马德隆流体力学形式,通过加入欧姆摩擦力,将量子力学推广到开放量子系统。耗散演化证实了关联随时间的衰减,但发现了一个新的运动积分,适合于存储永久的量子信息。
2021-11-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Testing the equivalence principle through freely falling quantum objects
在有和没有经典类比的量子态的情况下,重新讨论了均匀引力场中的自由降落。运动学和动力学之间的相互作用,在一个下降的量子测试粒子的演变进行了讨论,允许在操作层面上的等效原理有更好的理解。
1996-12-16 gr-qc quant-ph
Quantum Computers, Predictability, and Free Will
本文重点讨论量子计算机的可能性,自然界中复杂量子系统的可预测性以及自由意志问题之间的联系。
2022-04-05 cs.GL physics.hist-ph quant-ph
'Free-Space' Photonic Quantum Link and Chiral Quantum Optics
我们提出了一个手性光子量子链路的设计,其中遥远的原子通过交换在自由空间中单向传播的光子进行相互作用。这是通过在激光辅助过程中将每个原子耦合到充当量子相控阵天线的原子阵列来实现的。这为自由空间中的量子网络提供了一个基本的构建模块,即不需要空腔或纳米结构,我们用高保真量子态传输协议来说明。我们的设置可以实现与中性原子使用里德伯装扮的相互作用。
2018-06-22 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Background-free quantum frequency conversion of single photons from a semiconductor quantum dot
我们展示了从外延生长的InAs量子点的单光子的无背景量子频率转换。\approx 980 nm处的单光子与1550 nm附近的泵浦激光器在双极化的锂酸盐(PPLN)波导内组合,产生\approx 600 nm处的单光子。泵浦和信号波长之间的大的红色失谐确保了几乎无背景的转换,避免了诸如PPLN晶体中的反斯托克斯拉曼散射泵浦光子的上转换的过程。在转换之前和之后对单光子流进行二阶相关测量,确认在频率转换过程中光子统计的保留。
2012-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Free-fall non-universality in quantum theory
本文将爱因斯坦等效原理与广义协变性纳入量子理论,证明波函数扩散导致量子粒子自由落体轨迹依赖其内部性质,并用厄特沃什参数给出可在原子干涉测量中检验的定量估计。
2023-05-29 gr-qc hep-th quant-ph
Imprinting the quantum statistics of photons on free electrons
自由电子和光之间的基本相互作用是经典物理和量子物理的基础,在自由电子加速、辐射源和电子显微镜中有应用。然而,直到今天,所有涉及自由电子光相互作用的实验都是通过将光描述为经典波来解释的,而忽略了它的量子性质。在这里,我们观察光子对自由电子-光相互作用的量子统计效应。我们展示了从泊松到超泊松和热统计的相互作用,揭示了玻尔的对应原理的一个令人惊讶的表现:从量子行走到经典的自由电子能量阶梯上的随机行走的过渡。电子步行器在非破坏性量子探测中用作探针,测量光子相关${g^{(2)} (0)}$和高阶${g^{(n)} (0)}$。与传统的量子光学探测器不同,电子可以通过与光子演化成纠缠的联合态来执行量子弱测量和投影测量。我们的研究结果表明,自由电子为基础的非破坏性量子断层扫描的光,并构成了重要的一步,结合阿秒时间和亚A空间分辨率显微镜。
2021-05-26 physics.acc-ph physics.optics quant-ph
On free fall of quantum matter
我们提出了一种方法,允许系统地考虑量子粒子物理学中的引力。它以量子场论和广义相对论原理为基础。它们被用来建立弯曲时空中量子粒子的模型。我们用它的方法计算了在地球引力场中与经典测地线的偏差。这表明自由降落依赖于量子物质的性质。具体地说,我们发现自由落体普适性和波包扩散是相互排斥的现象。然后,我们估计Eötvös参数的一对原子自由地落在地球表面附近,提供波包传播比弱等效原理更基本。
2022-03-31 gr-qc hep-th quant-ph
Free energy-based reinforcement learning using a quantum processor
QBit(1QBit);The University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);Simon Fraser University(西蒙菲莎大学)
最近的理论和实验结果表明,在具有挑战性的采样任务中使用当前和不久的将来的量子硬件的可能性。在本文中,我们介绍了基于自由能的强化学习(FERL)作为量子硬件的应用。我们提出了一种方法来处理量子退火机的测量量子位自旋配置近似量子玻尔兹曼机(QBM)的自由能。然后,我们应用这种方法来执行强化学习的网格世界的问题,使用D-Wave 2000 Q量子退火。实验结果表明,我们的技术是一种很有前途的方法,利用量子采样的权力在强化学习任务。
2017-05-29 cs.AI cs.LG cs.NE