Entanglement of pure states for a single copy
提出了二分系统任意两个纯态之间的最优局部转换策略。最优的是，如果共享系统的各方能够经典地通信，并且只允许它们局部地作用于系统，那么成功的概率是最大的。最优局部转换的研究为纯态的单拷贝纠缠提供了一些启示。我们提出了一个量化这样的纠缠通过一个有限的最小的新措施，从转换的最佳概率如下。
1999-03-26 quant-ph
Conversion of Gaussian states under incoherent Gaussian operations
相干源理论需要研究的是相干态的操作价值和效率问题，广义上可以表述为：在非相干操作下，一个相干态何时可以转换为另一个相干态。我们完全回答了这个问题的单模连续变量系统的特征转换相干高斯态下的非相干高斯操作的第一和第二时刻。建立了相干高斯态纯化的不通过定理。进一步讨论了双模连续变量系统的非相干高斯变换的结构，并将其应用于具有标准二阶矩的纯高斯态的相干变换。标准二阶矩是所有二阶矩在局部线性酉Bogoliubov运算下的图像。作为具体应用，我们得到了高斯系统的一些特性：（1）不存在一个能产生所有相干高斯态的最大相干高斯态;（2）纯高斯态之间的转换是可逆的;（3）输入纯态的相干性与输出纯态的相干性相等。
2022-01-26 quant-ph
Revisiting Pure State Transformations with Zero Communication
针对零通信下双方纠缠态转换误差界限宽松的问题，推导局部酉操作及LOSR下纯态转换的最优保真度，并探讨纯态间的催化转换。
2024-10-14 quant-ph
Pure dephasing induced single-photon parametric down-conversion in an ultrastrong coupled plasmon-exciton system
在耦合量子系统中，作用于混合系统的一个成分的纯退相机制破坏对称性并实现在非耦合系统中被禁止的光学跃迁，即，纯失相浴打开级联耗散路径。在这里，我们表明，这种机制，使单光子诱导的参量下转换在一个超强耦合等离子体激子系统。快速纯退相的激子被证明支持光子对产生的主导能量弛豫途径。
2022-07-25 physics.optics quant-ph
On the LOCC Classification of Bipartite Density Matrices
我们提供了一个统一的框架，精确的，概率的，近似的转换，局部操作和经典的通信（LOCC）之间的二分状态。这个框架使我们能够制定必要和充分条件的LOCC转换从纯状态到混合状态，它提供了必要条件的LOCC转换之间的混合状态。其中心思想是引入凸集的精确，概率和近似的转换，这是封闭的LOCC操作下，在很大程度上是由纯态的简单属性的特点。
2000-11-22 quant-ph
Witnessing quantum resource conversion within deterministic quantum computation using one pure superconducting qubit
具有一个量子位的确定性量子计算（DQC 1）是突出指数量子加速可以在可忽略的纠缠下实现的标志性。它的发现催化了对一般量子资源的热烈研究，以及关于它们在DQC 1性能优势中的作用的各种解释。连贯性和不和谐是突出的候选人，分别表征本地化和相关系统内的非经典性。在这里，我们在超导系统中实现了DQC 1，该超导系统被设计成可以在整个执行过程中跟踪一致性和不一致性的动态。我们的实验证实，DQC 1作为一个资源转换器，消耗的一致性，在其操作过程中产生不和谐。我们的研究结果突出了超导电路作为一个有前途的平台，实现DQC 1和相关算法，并在实验上表征量子协议中的资源动态。
2019-10-22 quant-ph
Deterministic Local Conversion of Incomparable States by Collective LOCC
确定性LOCC下纯二体纠缠态的不可比性是一个非常奇怪的现象。通过集体LOCC，我们找到了两种可能的方法来获得与给定输入态无法比拟的所需纯纠缠态。第一种是通过低维的最大纠缠态提供一些纯纠缠或使用更少量的纠缠，第二种是通过两个单独不可比的对的集体操作。令人惊讶的是，我们能够从有限个$2\times 2$纯纠缠态中仅通过确定性LOCC实现任意施密特秩的最大纠缠态。通过上述过程，我们为状态不可比的$3\times3$系统的情形提供了一般理论，其中不可比性似乎是最困难的。
2005-06-24 quant-ph
Probabilistic pure state conversion on the majorization lattice
该研究基于majorization格框架定义最优公共资源态与公共产物态，提出两种单拷贝不可比双体纯态的概率转换协议，证明thrifty协议更优，并推广至多初态/末态纠缠变换场景。
2024-05-22 quant-ph
Self-catalytic conversion of pure quantum states
在（随机）局域操作和经典通信下的纠缠态转换允许催化现象。在这里，我们探索了初始状态本身的副本作为催化剂的可能性，我们称之为自催化过程。我们展示了自催化的明确例子。讨论了该现象发生的充分必要条件。我们用数值方法估计了它的频率，并表明增加用作催化剂的拷贝数可以增加转化的概率，但不会使该过程具有确定性。最后，我们推测，在LOCC下，发现自催化反应的概率并不随维数单调增加，而SLOCC确实增加。
2015-12-11 math-ph math.MP quant-ph
Quantum geometric tensor determines the pure-state i.i.d. conversion rate in the resource theory of asymmetry for any compact Lie group
University of Electro-Communications（电波大学）；University of Tokyo（东京大学）；NTT Corporation（日本电信电话株式会社）；JST, FOREST（科学技术振兴机构，森林项目）
本文提出量子几何张量是衡量任意紧致李群对称破缺的完整指标，解决了资源理论中对称破缺的转换率问题，并推翻了Marvian-Spekkens猜想。
2026-03-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Geometric-Like imaginarity: quantification and state conversion
本文基于资源理论提出类几何虚性度量，证明其在量子噪声信道下比几何度量更稳定，并给出实操作下纯态到混合态转换及随机近似转换概率的统一刻画。
2024-10-28 quant-ph
Near-unit efficiency of chiral state conversion via hybrid-Liouvillian dynamics
在非厄米哈密顿量（nHH）下的演化涉及显著的概率损失。这使得各种nHH效应在量子领域中不切实际。相比之下，林德布拉德演化保持了概率，便于观察和应用开放量子系统特有的奇异效应。在这里，我们关心的手征态转换的效果：围绕一个例外点，多个系统的状态转换成一个单一的系统本征模。虽然对于nHH，可能的转换成本征模是纯态，但对于Lindbladian，这些通常是混合态。我们考虑混合Liouvillian进化，它插入之间的Lindbladian和nHH，使最好的两个世界相结合。我们设计的绝热演化协议，产生手性状态转换与$\textit{pure}$最终状态，没有概率损失，高保真度。此外，扩展超越连续绝热演化，我们设计了一个协议，有利于转换到纯态的保真度1，并在同一时间，没有概率损失。采用最近开发的实验技术，我们的建议可以实现超导量子位平台。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Type-II parametric down conversion in the Wigner-function formalism. Entanglement and Bell's inequalities
本文将I型参量下转换的Wigner函数分析扩展至II型，揭示纠缠是信号与真空涨落的关联，并通过探测分析支持以纯Maxwell电磁波描述该过程。
1997-11-19 quant-ph
Simple and efficient quantum key distribution with parametric down-conversion
提出了一种基于参量下转换产生光子对的高效量子密钥分发协议。它使用与传统协议相同的实验设置，但是通过利用来自内置诱饵状态的信息，改进的数据分析能够检测光子数分裂攻击。假设使用实际的检测器，我们分析了新方案的无条件安全性，并表明，它提高了安全的密钥生成率的几个数量级，在长距离，使用高强度PDC源。
2007-11-06 quant-ph
Simple performance evaluation of pulsed spontaneous parametric down-conversion sources for quantum communications
快速、完整地表征脉冲自发参量下转换（SPDC）光源在量子信息处理和通信中的应用是非常重要的。我们提出了一种简单的方法来执行这项任务，它只需要测量两个输出通道上的计数和它们之间的重合，以及建模用于减少源带宽的滤波器。所提出的方法进行了实验测试，并用于一个完整的评估SPDC源（对发射概率，总损失，和保真度）的不同带宽。该方法可以应用于SPDC源的设置和量子通信链路质量的连续验证。
2012-10-04 quant-ph
Generation of indistinguishable and pure heralded single photons with tunable bandwidth
我们描述了一个新的方案，以完全控制在自发参量下转换产生的成对光子的联合频谱。我们展示了这种方法产生频率不相关光子对的能力，这些光子对是纯的和不可区分的，并且其带宽可以容易地调谐。重要的是，我们在这里提出的方案可以在任何非线性晶体和感兴趣的频带中实现。
2007-12-17 quant-ph
Second-order asymptotics for source coding, dense coding and pure-state entanglement conversions
本文介绍了Tomamichel和Hayashi定义的信息谱相对熵的两种变体，它们具有满足数据处理不等式的独特优点，即量子操作下的单调性。这个属性使我们能够获得这些数量方面的各种信息处理任务的一次性界限。此外，这些相对熵有一个二阶渐近展开，这反过来又产生了严格的二阶渐近的最佳速率，这些任务在i.i.d.设置.本文研究的任务是定长量子信源编码、噪声密集编码、纠缠集中、纯态纠缠稀释以及经典量子信道中的信息传输。在后一种情况下，我们恢复由Tomamichel和谭获得的二阶渐近。我们的研究结果也产生了已知的固定长度的经典信源编码的二阶渐近Hayashi。纠缠浓度和稀释的二阶渐近性提供了这些协议的低效率的改进-在纠缠稀释的情况下，由Harrow和Lo研究的量。我们证明了这两个过程的最佳速率之间的差异，在第二顺序意味着由Kumagai和Hayashi建立的纠缠浓度的不可逆性。此外，信息谱方法（ISA）的谱发散率可以从我们的相对熵的渐近极限。这使我们能够直接获得更一般的结果ISA从我们的一杆界。
2021-11-16 quant-ph
Coherent temporal filtering of multimode parametric down-conversion using a quantum pulse gate
Integrated Quantum Optics Group, Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Paderborn University（帕德博恩大学光子量子系统研究所）；School of Mathematics and Physics, University of Queensland（昆士兰大学数学与物理学院）
本研究利用量子脉冲门（QPG）对多模参量下转换（PDC）源进行相干时域滤波，其产生的预示光子纯度高于0.90，优于传统强度滤波，可用于量子网络应用。
2026-08-14 quant-ph
Spectrally-pure optical serrodyne modulation for continuously-tunable laser offset locking
Institute for Research in Electronics and Applied Physics, University of Maryland（马里兰大学电子与应用物理研究所）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；Joint Quantum Institute, University of Maryland and the National Institute of Standards and Technology（马里兰大学与美国国家标准与技术研究院联合量子研究所）；CCDC Army Research Laboratory（美军合作研究中心陆军研究实验室）；Quantum Technology Center, University of Maryland（马里兰大学量子技术中心）
利用光纤EOM和RFSoC实现连续波871 nm激光的光频偏移，实现40-800 MHz偏移和15 dB杂边带抑制，适用于未知光学跃迁的光谱学研究。
2025-12-03 quant-ph
Approximate transformations and robust manipulation of bipartite pure state entanglement
我们分析了纯纠缠量子态通过局域操作和经典通信的近似变换，找到了优化变换保真度的显式变换策略。这些结果使我们能够通过初始共享的部分纠缠纯态来确定最忠实的隐形传态策略。他们还表明，纠缠操纵的程序，如纠缠催化[乔纳森和Plenio，物理Rev.Lett。83，3566（1999）]对所涉及的状态的扰动是鲁棒的，并且激发了非局域保真度的概念，其量化了两个量子态的纠缠特性的差异。
1999-10-26 quant-ph
A robust framework for the comprehensive characterisation of parametric down-conversion sources
Paderborn University（帕德博恩大学）
针对PDC源因器件缺陷导致的非纯态问题，提出一种设备无关的表征框架，通过黑箱假设和模式分辨测量确定纯度下界，实现全面质量评估，无需详细模型。
2026-10-06 physics.optics quant-ph
Parametric down-conversion from a wave-equations approach: geometry and absolute brightness
使用耦合波方程的方法，我们考虑自发参量下转换（SPDC）在窄带制度和它的关系，如和频产生的经典非线性过程。我们发现简单的表达式中的模式重叠积分的绝对对生产率到单一的空间模式，和简单的经典和量子过程的效率之间的关系。用格林函数技术得到的结果不特定于任何几何形状或非线性晶体。该理论适用于退化和非退化的SPDC。我们还找到了滤波信号和闲频场之间的关联函数的时域表达式。
2009-01-25 quant-ph
Pure State Transformations under Block Coherence
Sukumar Sengupta Mahavidyalaya（苏库马尔·森古普塔学院）；University of Calcutta（加尔各答大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
研究在物理块非相干操作(PBIO)、严格块非相干操作(SBIO)和块退相协变非相干操作(BDCO)下，确定性纯态转换的条件，并证明PBIO下需块非相干酉变换，SBIO和BDCO下由块概率向量的优超关系完全刻画。
2026-05-28 quant-ph
Quantum entanglement swapping can be tested with type I parametric down conversion
我们提出了一个非常简单的方案来测试量子对缠结交换的先验。在该方案中，我们只假设光子探测器可以区分真空和非真空Fock态，而不是准确的Fock数态。
2004-01-04 quant-ph
Generalized coherence vector applied to coherence transformations and quantifiers
任何量子资源理论中的主要问题之一是通过理论的自由操作来表征资源之间的转换。本文通过引入任意量子态的广义相干矢量，在量子相干性资源理论的基础上，进一步研究了量子态的广义相干性。广义相干矢量是一个概率矢量，可以解释为纯态相干矢量的凹屋顶扩展。我们表明，它完全表征的概念是不连贯的，以及最大限度地连贯。利用这个概念和优控制关系，我们得到了一般量子态通过非相干操作转换的一个必要条件。这些结果推广了文献中给出的纯态转换的必要条件，并表明优控格工具在一般情况下也是有用的。最后，我们通过考虑应用于广义相干向量的凹函数和对称函数引入了一族相干量词。我们比较了这个建议与凸屋顶措施的一致性和其他量词在文献中给出的。
2021-01-11 quant-ph
Heralding Single Photons from Pulsed Parametric Down-Conversion
我们描述了一个实验，其中光子对从脉冲参量下转换源耦合到单模光纤。探测到其中一个光子预示着另一个光子在其光纤中的存在，概率为83%。然后，将预示着的光子用于简单的多光子干涉实验，以说明它们在量子信息应用中的潜力。
2004-10-25 quant-ph
Producing the entangled photon pairs without type II down conversion
我们提出了一个简单的方案来产生偏振纠缠光子对没有第二类相位匹配。同样的方案也可以用来在光子数空间和偏振空间中产生宏观纠缠光子态（A。Lamas-Linares，J.C. Howell和D. Bouwmeester，Nature，412887（2001））。讨论了该方案的优点及其在量子密钥分发中的应用。
2002-05-16 quant-ph
Homodyne detection and parametric down-conversion: a classical approach applied to proposed "loophole-free" Bell tests
一个经典的模型参数下转换和零差检测相关的最近提出的“无漏洞”贝尔测试的功能。贝尔检验本身是没有争议的：没有可能导致偏见的明显漏洞，因此，如果世界毕竟服从局部实在论，就不会观察到对贝尔不等式的违反。人们的兴趣集中在“非经典”光的拟议标准是否有效的问题上。如果cit不是，那么实验在最初的概念上就会失败，因为量子理论家和局域实在论者都会同意我们看到的是纯粹的经典效应。然而，贝尔检验并不是判断量子力学模型和局域实在论模型的唯一标准。如果通过包括一系列参数值并通过分析（除了建议的数字化电压差之外）原始电压来扩展实验，则可以在其总体性能和可扩展性方面对模型进行比较。
2005-08-02 quant-ph
A simple entanglement measure for multipartite pure states
基于一系列约化密度矩阵的部分熵，给出了一种简单的多体纯态纠缠度量。使用所提出的新措施来区分解除纠缠，部分纠缠，最大纠缠多体纯态的说明。
2004-12-22 quant-ph
Multi-qubit production in spontaneous parametric down conversion
我们提出了一种新颖而简单的方法，通过自发参量下转换产生多个纠缠光子对。我们已经开发了高斯掩模细分泵浦光束通过非线性介质之前。通过这种方式，我们能够观察到同时分离的具有空间重叠的下转换发射锥。我们采用的技术可以用来大大增加纠缠光子系统的自发参量下转换产生的维数，提供更大的可扩展性，光学量子计算比以前探索。
2021-05-11 quant-ph
Quantifying Symmetry Breaking with Metric Adjusted Quantum Geometric Tensors
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（圆周理论物理研究所）；Kyushu University（九州大学）
本文在独立同分布渐近条件下，利用单参数量子Fisher信息矩阵族，完全解决了紧致李群对称性下有限维混合态的对称性破缺量化问题，建立了最优转换率公式，并揭示了不可逆性与激活机制。
2026-10-08 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Reducing multi-photon rates in pulsed down-conversion by temporal multiplexing
我们提出了一种简单的技术，以减少从脉冲自发参量下转换的高阶光子事件的发射率。该技术使用锁模超快激光器的腔外控制，以同时增加重复频率并降低来自泵浦光束的每个脉冲的能量。我们将我们的方案应用到光子量子门中，在2光子和4光子实验中，非经典干涉可见度得到了改善，在2光子情况下，量子门保真度和纠缠态的产生也得到了改善。
2012-02-21 physics.optics quant-ph
