The Physics of Quantum Information: Complementarity, Uncertainty, and Entanglement
本论文的首要目标是证明互补性是量子信息理论的核心，它使我们能够理解“量子信息“指的是什么信息，并且它在理解和构建量子信息处理协议方面是有用的。构成这些主张的基础的详细研究结果可以在所收录的论文中找到，这里的目的是提供一个更一般观众可以理解的概述。
2012-12-11 quant-ph
Fidelity, entanglement, and information complementarity relation
我们研究了孤立多量子比特系统中的信息动力学。结果表明，信息不仅具有局部形式，而且具有非局部形式。我们应用了一种基于保真度的局部信息测度，并证明了非局部信息可以直接与一些适当的定义良好的纠缠测度相关。在一般的酉变换下，局部和非局部信息将表现出明确的互补行为，总信息保持不变。
2006-12-18 quant-ph
Entanglement swapping for partially entangled qudits and the role of quantum complementarity
Federal University of Santa Maria（圣玛丽亚联邦大学）；Federal University of ABC（ABC联邦大学）
本文研究了部分纠缠qudit的纠缠交换协议，探讨了量子互补性对纠缠分布的影响，并提出了更紧的纠缠上限猜想。
2025-10-22 quant-ph
A monogamy equalities of complementarity relation and distribute entanglement for multi-qubit pure states
提出了一种检测多量子比特纯态真实量子关联的方法。然后我们导出了N个量子比特的纯量子态的互补关系。我们证明了在所有的多量子比特系统中，量子关联存在严格的一夫一妻律。另一方面，众所周知，Coffman，Kundu和Wootters提出的纠缠一夫一妻制平等一般不适用于多量子比特态。从CKW等式出发，我们得到了任意量子态纠缠一夫一妻等式的一种适当形式。可以表征量子位k与其余量子位Rk的总量子相关。此外，还可以获得量子比特mn与其余量子比特Rmn的量子关联。此外，还得到了一些一夫一妻制的关系。
2016-03-18 quant-ph
Complementarity and Information in "Delayed-choice for entanglement swapping"
基于Peres的“延迟选择的extanglement交换”的思想，我们表明，即使是量子系统纠缠的程度，也可以在它们被注册后定义，甚至可能不再存在。如果把量子态仅仅看作是信息的代表，这就不是一个悖论。此外，这样的观点给出了一个自然的量化之间的互补性的测量信息的输入状态的隐形传态和所产生的交换纠缠态的纠缠量。
2004-05-07 quant-ph
Entanglement, complementarity, and vacuum fields in spontaneous parametric down-conversion
利用两个晶体的自发参量下转换，在一个平行的设置，我们观察到高能见度的双光子干涉。高可见性与互补性和缺乏哪条路径信息是一致的。观测结果被解释为纠缠的影响或等效的干扰概率幅，并通过计算二阶场关联函数的海森堡图片。后一种方法明确地指出了真空场在晶体的下转换和光子符合计数中的作用。为了比较，我们表明，红欧曼德尔浸可以解释由相同的方法，其中的真空信号和闲频字段的作用，而不是纠缠涉及真空状态，强调。
2017-05-17 quant-ph
Entanglement-interference complementarity and experimental demonstration in a superconducting circuit
该研究推导了定量描述初始混合态下纠缠与干涉条纹可见度关系的等式，揭示纠缠-干涉互补性，并通过超导电路实验验证了该关系。
2023-05-03 quant-ph
Aspects of Complementarity and Uncertainty
量子粒子的双缝实验为量子力学的行为提供了许多见解，包括玻尔的互补原理。在这里，我们分析爱因斯坦的反冲缝版本的实验，并显示如何粒子和反冲缝之间的不可避免的纠缠作为一个哪种方式的检测器是负责互补性。我们从这种纠缠中推导出了恩格尔-格林伯格-亚辛对偶性，它也可以被认为是反冲狭缝的某些互补观测量之间的和不确定性关系的结果。因此，纠缠和不确定性都是探测过程中不可或缺的一部分，尽管它们的方式与玻尔和爱因斯坦所设想的完全不同。
2016-09-01 quant-ph
Complementarity Reveals Entanglement Sharing in Sequential Quantum Measurements
该研究利用三种互补经典关联度量探究双量子比特序列测量的纠缠共享，发现弱测量更易展现纠缠共享，皮尔逊相关准则最鲁棒，揭示了测量扰动与关联恢复的关键权衡。
2025-10-03 quant-ph
Einstein's Recoiling Slit Experiment, Complementarity and Uncertainty
我们分析了爱因斯坦的反冲缝实验，并指出粒子和反冲缝之间不可避免的纠缠不是玻尔的回答的一部分。我们表明，如果考虑到这种纠缠，可以提供一个更简单的答案爱因斯坦。我们还从这种纠缠中导出了Englert-Greenberger-Yasin对偶关系。此外，我们表明，恩格勒-格林伯格-亚辛对偶关系也可以被认为是一个后果的总和不确定性关系的某些可观的反冲缝。因此，测不准关系和纠缠都是哪种探测过程的组成部分。
2013-05-14 quant-ph
Quantitative complementarity between local and nonlocal character of quantum states in a three-qubit system
量子态的定域或非定域特性可以被量化，并且受到可以被公式化为互补关系的各种限制。本文利用四路干涉仪研究了纯三量子比特态的定域与非定域特性。系统中的完全纠缠可以测量为特定量子比特与由其他两个量子比特组成的子系统的纠缠。在核磁共振量子信息处理器上对定量互补关系进行了实验验证。
2008-11-18 quant-ph
Demonstration of the Complementarity of One- and Two-Photon Interference
利用自发参量下转换产生的光和光子计数增强的CCD相机，在杨氏双缝实验中观察到了二阶（单光子）和四阶（双光子）干涉。相干性和纠缠分别是单光子和双光子干涉的基础。随着有效光源尺寸的增大，相干性减弱，纠缠增强，从而使单光子干涉的可见性降低，而双光子干涉的可见性增加。这是第一次实验证明了空间域中单光子和双光子干涉（相干和纠缠）之间的互补性。
2001-12-11 quant-ph
Experimental investigation of the dynamics of entanglement: Sudden death, complementarity, and continuous monitoring of the environment
我们报告了一个实验研究的动态纠缠之间的一个单一的量子位和它的环境，以及对量子位独立地与个别环境相互作用，使用光子从参数下转换。量子比特被编码在单个光子的偏振中，而与环境的相互作用是通过将每个光子的偏振与其动量耦合来实现的。一个方便的Sagnac干涉仪允许几个退相干通道的实施和环境的连续监测。对于初始纠缠的光子对，在相干性消失之前观察到纠缠消失。对于单个量子比特与环境的相互作用，实验确定了连接单个量子比特特性及其与环境纠缠的互补关系的动力学。研究了单个量子比特在连续监测环境下的演化，表明即使在非激发态下发现环境，量子比特也可能衰变。这意味着可以通过局域连续监测来增加纠缠，这相当于纠缠蒸馏。我们还详细分析了从两个量子比特系统到两个相应环境的纠缠转移，在这两个环境之间可能会突然出现纠缠，并展示了在退相环境之间没有产生纠缠的情况，也没有在每个环境和相应的量子比特之间产生纠缠：最初的两个量子比特纠缠被转换为合法的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）类型的多量子比特纠缠。
2008-04-30 quant-ph
Complementarity relations for multi-qubit systems
我们推导出两个互补关系，约束个人和二分属性，可能同时存在于一个多量子比特系统。第一个表达式，适用于n个量子比特的任意纯态，表明系统中单个成员所拥有的单粒子性质的程度受到该量子比特和系统其余部分之间存在的二分纠缠的限制。这一结果意味着纠缠共享现象是互补性的一个特定结果。第二个表达式适用于两个量子比特的任意状态，纯的或混合的，量化了纠缠量，可分离的不确定性和编码在量子态中的单粒子属性之间的权衡。可分离的不确定性是我们对单个子系统所具有的属性的无知的自然度量，并且可以用来完全表征两量子比特系统中纠缠和混合之间的关系。两量子比特互补关系产生了一个有用的几何图像，其中局部子系统属性的均方根值就像密度矩阵空间中的坐标，并提出了解释量子力学问题的可能见解。
2004-12-03 quant-ph
Complementarity and Entanglement in Quantum Information Theory
自然界对多体量子系统中相关性分布的限制在此类系统的演化中起着重要作用，并为在量子计算领域具有潜在应用的系综量子控制协议的设计提供了重要见解。我们展示了如何在越来越复杂的复杂系统中研究这种纠缠共享行为，无论是理论上还是实验上都具有重要意义，并证明了纠缠共享以及纠缠的其他独特特征，例如，关于多体量子系统的最大信息不一定需要关于其组成子系统的最大信息，可以理解为互补现象扩展到复合量子系统的特定后果。我们还提出了一个本地的隐藏变量模型，辅以有效量的经典通信，再现整个类的Gottesman-Knill电路的量子力学预测。我们模拟的成功提供了强有力的证据，证明量子计算的能力并不直接来自纠缠，而是来自不存在有效的、局部的、现实的计算描述，即使是在被有效的非局部的、但经典的通信增强的情况下。最后，我们注意到，在这篇论文中提出的研究结果支持的猜想，希尔伯特空间维数是一个客观的量子系统的属性，因为它限制了有效的概念划分成子系统的系统的数量。
2004-12-07 quant-ph
Phase-Entanglement Complementarity with Time-Energy Uncertainty
我们给出了量子系统的Berry相位及其与周围环境纠缠的统一观点。前者反映了系统与经典环境之间的不可分离性，后者反映了量子环境之间的不可分离性，而几何时能不确定性的概念可以作为这种不可分离性的标志。基于这一观点，我们研究了它们之间的关系，在量子-经典过渡的环境中，与援助的自旋半粒子（量子比特）模型暴露于量子-经典混合场。在量子-经典跃迁中，Berry相位与时间-能量不确定性之间的关系与只有经典场的情况类似，而量子比特混合态的几何相位与纠缠之间的关系是互补的。也就是说，对于一个固定的时间-能量不确定性，纠缠逐渐取代的混合几何相位的量子场消失。在经典极限下，混合几何相变为Berry相.用位移谐振子模型也可以得到同样的结果。
2013-12-27 quant-ph
Local Purity Distillation in Quantum Systems: Exploring the Complementarity Between Purity and Entanglement
本文研究量子热力学与纠缠的关联，提出吉布斯保持局域操作与经典通信框架，揭示局域纯度提取与纠缠的互补性，并用半定规划精确求解最优性能，应用于纠缠检测与估计。
2025-03-03 quant-ph
Revealing quantum properties with simple measurements
自量子力学诞生以来，出现了许多令人困惑的现象，如互补性、纠缠性、上下文性等，这些现象使量子力学区别于经典世界。所有这些现象都是基于量子力学中非对易观测量的存在。此外，这些效应产生的优势使量子技术超越了经典技术。在本课程讲稿中，我们将探讨这些现象的两个突出例子：互补性和纠缠。我们讨论了它们的一些基本性质，并介绍了它们的实验研究的一般方法。通过这种方式，我们发现了互补性和纠缠研究之间的许多联系。其中一种联系是柯西-施瓦茨不等式，它有助于制定定量测量程序来观察互补性和纠缠。
2016-11-23 quant-ph
The complementarity relations in a multi-path interferometer with quantum memory
该研究针对带量子存储器的多路径干涉仪，以混合态为输入，建立可见度与路径可区分度的对偶关系，推导两类三重性关系，定量刻画纠缠作用，且所得互补性关系对双路径干涉仪完备。
2025-09-06 quant-ph
Quantitative complementarity relations in bipartite systems
我们介绍了一套完整的互补量的二分，二维系统。互补性则将两个量子比特的最一般的量子态的量子纠缠度量并发性（一种二分性质）与单粒子量子性质的可预测性和可见性联系起来。因此，从干涉的观点来看，通常的波粒二象性关系必须被扩展到一个"三重性“关系，其中还包含了量子纠缠度量的并发性，它没有经典的对应物，并体现了二分系统的真正量子方面。一个广义的对偶关系，也支配可能违反贝尔不等式，出现在单和二分性质之间。
2003-02-10 quant-ph
Complete complementarity relations and its Lorentz invariance
众所周知，洛伦兹助推下的纠缠高度依赖于所讨论的助推场景。对于单粒子态，自旋-动量乘积态可以转变为纠缠态。然而，纠缠只是完全表征量子系统的方面之一。另外两种被称为波粒二象性。虽然纠缠熵不保持不变的洛伦兹助推下，也没有可预测性和一致性的措施，我们在这里表明，这三个措施一起采取，在一个完整的互补关系（CCR），是洛伦兹不变的。Peres等人，在[Phys. Rev. Lett. 88，230402（2002）]认识到，即使可以在任何洛伦兹坐标系中正式定义自旋，但在不同洛伦兹坐标系中的可观测期望值之间没有关系。类似地，即使可以在任何洛伦兹框架中正式定义互补性，原则上，不同洛伦兹框架的互补关系之间没有关系。然而，我们的结果表明，它是可能的，在不同的洛伦兹框架连接完全互补关系。此外，我们还探索了单粒子和双粒子态的相对论性场景，这有助于理解洛伦兹助推下量子系统不同方面的交换。
2021-08-31 quant-ph
Complementarity and Uncertainty in Mach-Zehnder Interferometry and beyond
从这些原则的各种形式化的调查开始，互补性和不确定性的原则之间的联系和对比的一个连贯的帐户。的概念分析说明了一组实验方案的基础上马赫-曾德尔干涉。特别地，通过与探针系统的纠缠和（定量）量子擦除的路径检测被展示为构成物理量、路径和干扰观测量的互补对的联合非锐化测量的实例。分析使用的表示的观测值为正算子值的措施（POVM）。互补的实验选项的同时unsharp准备和测量的意义上的和解表示在不同种类的不确定性关系。互补性的特点，体现在本例中的相互排斥的路径检测和干扰观察，恢复作为一个极限情况下，从适当的不确定性关系。我们注意到，互补原理和不确定原理既不是完全逻辑独立的，也不是彼此的逻辑结果。由于纠缠是（复合系统）量子特性不确定性的一个实例，因此将不确定性和纠缠作为可能的互补机制来相互对抗是没有意义的。
2006-09-06 quant-ph
Complementarity between entanglement-assisted and quantum distributed random access code
协同通信任务，如随机存取码（RAC）采用量子资源，在提高信息处理能力超越经典的限制表现出巨大的潜力。RAC的两种量子变体，即量子随机存取码（QRAC）和纠缠辅助随机存取码（ERAC），在许多任务中表现出同等的威力。然而，确实存在一种方法优于另一种方法的具体情况。在这篇文章中，我们研究了一个家庭的$3 \rightarrow 1$分布式RAC \cite{network}，并提出了一般结构的QRAC和ERAC。我们证明，根据所寻求的输入的功能，如果QRAC达到最大的成功概率，那么EAAC未能做到这一点，反之亦然。此外，一个三方贝尔型不等式与EAAC变体揭示了真正的多方非局部性所表现出的协议。最后，我们的实验实现的$3 \rightarrow 1$分布式QRAC，实现更高的成功概率比最大可能的ERACs的一些任务。
2017-05-30 quant-ph
Evidence of the entanglement constraint on wave-particle duality using the IBM Q quantum computer
我们在IBM Q量子计算机上用超导量子比特实验验证了纠缠与二体量子系统中波粒二象性之间的联系。我们考虑了纯态和混合态，并研究了态的纯度对观测Jakob和Bergou的互补“三重性”关系的影响。这项工作证实了定量完成本地玻尔的互补性原则的非局域量子纠缠典型的一个真正的二分量子系统。
2020-12-24 quant-ph
Complete complementarity relations in system-environment decoherent dynamics
本文从完全互补关系的角度研究了系统-环境信息流。我们考虑了几种常用的有噪量子信道：振幅阻尼、相位阻尼、比特翻转、比特-相位翻转、相位翻转、去极化和相关阻尼。从纠缠的两体纯量子态出发，以线熵作为纠缠的量化因子，研究了纠缠是如何重新分配并转化为整个系统自由度之间的一般关联的.例如，可以用多体量子相干性或系统不同部分的相关量子相干性来表示纠缠熵。此外，我们注意到对于去极化和位相位翻转通道，波和粒子的相位可以同时减小或增大。此外，通过把环境看作是纯量子系统的一部分，证明了线性熵不仅是一个特定子系统的混合度的度量，而且是该子系统与世界其他部分的关联度的度量.
2021-06-02 quant-ph
Quantum Optical Discussion of Uncertainty and Complementarity in a Mach-Zehnder Interferometer
我们讨论了互补性和不确定性的一个gedanken Which-Way（Welcher-Weg）实验中的马赫-曾德尔干涉仪。虽然Welcher-Weg测量可以在探测器本身的动量变化可以忽略不计的情况下进行，但干涉图样的变化必须对应于粒子动量分布的变化。Mach-Zehnder干涉仪和Welcher-Weg测量之间的纠缠引入了正交性，使粒子的干涉失效，但同时，它也在粒子和整个纠缠系统的其他部分（包括宏观部分）之间产生了动量转移。这一分析可能与延迟选择解释有关。我们展示了动量变化发生的地方，我们得出结论，纠缠是理解互补性（即哪条路与干扰）和位置-动量不确定性关系是如何交织在一起的关键。
2000-08-23 quant-ph
Atom Interferometers: Beyond Complementarity Principles
互补性是正统量子力学概念基础的核心。波粒二象性使得我们不可能分辨出每个粒子通过了哪条狭缝，并且在杨氏双缝实验中仍然观察到干涉图样。本文在原子干涉仪的标准量子力学公式下对这种对偶性进行了评价。研究发现，利用原子的电子态等内部自由度，在检测原子质心运动的同时，还能保持原子的干涉图样，从而检测出原子的路径信息。
2001-09-04 quant-ph
Complementarity relations of a delayed-choice quantum eraser in a quantum circuit
提出一种通过可调两体纠缠模拟延迟选择量子擦除器的量子电路，从三个视角研究干涉可见度与路径可区分性的互补关系，并在 IBM Quantum 平台实验验证了理论预测及延迟选择测量的有效性。
2023-05-15 quant-ph
Operational connection between predictability and entanglement in entanglement swapping from partially entangled pure states
互补性和纠缠是量子力学的基本特征，最近在涉及量子相干性（量子比特的波方面）和量子可预测性以及量子纠缠（量子比特的粒子方面）的三重性等式中相关。本文给出了初始部分纠缠态的纠缠交换中可归约性与纠缠之间的操作联系。对于这一点，我们表明，测量前的单量子位密度矩阵的可预测性是直接相关的概率的部分纠缠分量的测量后的状态。更进一步，我们分析了部分纠缠态的纠缠交换的互补关系，并表明，在贝尔基测量后的纠缠增加的情况下，与最初准备的状态相比，可预测性被消耗。
2022-09-08 quant-ph
Quantum simulation of the generalized-entangled quantum eraser and the related complete complementarity relations
我们利用IBM的量子计算机进行一个完整的量子模拟的光学量子擦除器（QE），利用马赫-曾德尔干涉仪与可变部分偏振分束器（VPPBS）在输入端。使用的VPPBS激励我们引入纠缠量子擦除器，其中的路径信息被删除使用贝尔基测量。我们还研究了波方面的行为，即，量子相干性，以及粒子的特性，代表的可预测性和纠缠，描绘在完全互补关系（CCR）。正如我们在本文中所展示的，VPPBS的使用揭示了QE和CCR的有趣方面。例如，我们可以恢复完整的波的行为的擦除程序，即使我们只有部分知识的路径通过纠缠。
2023-01-26 quant-ph
Classicality without local discriminability: decoupling entanglement and complementarity
构造了一个所有系统都是经典系统，而复合系统的所有纯态都是纠缠的操作概率理论。该理论被赋予了一个组成任意数量的系统的规则，以及一组非平凡的变换。因此，我们证明纠缠的存在与不相容测量的存在无关。然后，我们研究了各种现象发生的理论-其中一些矛盾的经典和量子理论-包括：克隆，纠缠交换，密集编码，经典能力的可加性，非一夫一妻制纠缠，hypersignaling。我们还证明了存在，在理论上，一个通用的处理器。该理论是因果的，并满足无限制假设。与此同时，它违反了量子理论所享有的一些信息论原则，最值得注意的是：局部可分辨性，状态平行组合的纯度和纯化。此外，我们引入了一个详尽的程序来构建通用的操作概率理论，和一组充分的条件来验证它们的一致性。此外，我们证明了一个特征定理的平行组成规则的任意理论，并专门它的情况下，双局部层析理论。最后，我们指出了一些开放的问题。特别是，在理论的每一个可分离的状态是纠缠态的统计混合的事实的基础上，我们制定了一个不去猜想的存在一个本地现实的本体论模型。
2022-01-21 quant-ph
Metrological complementarity reveals the Einstein-Podolsky-Rosen paradox
爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论在我们理解量子力学中起着基础性的作用，并且与预测非对易测量结果的可能性有关，其精度似乎违反了不确定原理。这种与互补性的明显矛盾是由比纠缠更强的非经典相关性（称为转向）造成的。量子信息认识到转向是许多任务的重要资源，但与纠缠相反，它在计量学中的作用迄今仍不清楚。在这里，我们制定的EPR悖论的框架内的量子精密测量，表明它能够精确估计的本地相移和其产生的观察。采用更严格的制定量子互补性，我们推导出一个标准的基础上的量子费舍尔信息，检测转向在一个更大的类的状态比众所周知的不确定性为基础的标准。我们的结果确定了有用的转向量子增强的精度测量，并允许一个国家的最先进的实验中发现非高斯状态的转向。
2022-07-12 quant-ph
Wave-Particle-Mixedness Complementarity
波粒二象性是建立在纯量子系统上的一个重要的基本概念，是量子力学中互补原理的核心。然而，由于环境效应，甚至量子与单向探测器（WWD）之间的纠缠，量子应该被描述为混合量子态而不是纯量子态。虽然有一些试图澄清混合量子系统的互补原理，但仍然不清楚混合性如何影响互补关系。本文给出了任意多态系统波、粒子和混合度之间的三元互补关系（TCR），分别用量子相干性的$l_1$测度、路径可预测性和线性熵量化.特别是，我们展示了WWD如何将熵转化为可预测性和一致性。通过对WWD上的POVM（positive-operator valued measure）测度进行修正，我们的TCR可以简化为波混合度和粒子混合度的对偶关系。除了包含波粒二象性关系[PRL 116，160406（2016）]之外，我们的TCR涉及波粒纠缠互补关系[PRL 98，250501（2008）; Opt. Commun. 283，827（2010）]。
2017-05-30 quant-ph
Complementarity and entanglement in a simple model of inelastic scattering
Centenary College of Louisiana（路易斯安那中央学院）
通过一维束粒子与一维谐振子耦合的简单模型，从经典、部分量子及全量子三种方法研究互补性与纠缠，揭示概念差异并探索量子纠缠的后果。
2023-06-13 physics.hist-ph quant-ph
Quantification of complementarity in multi-qubit systems
互补性最初是作为一个定性概念引入的，用于讨论经典不相容的量子力学对象的性质。最近，互补性已经成为经典不相容性质之间的\emph{quantitative}关系，例如干涉条纹的可见性和“哪条路”的信息，但也是纯粹的量子力学性质之间的关系，例如纠缠的度量。我们讨论了2-，3-，或\textit{n}量子比特系统的不同互补关系。利用核磁共振技术，我们在一个双量子比特系统中实验验证了其中的一些互补关系。
2005-07-20 quant-ph
Feynman's Path Integral and Complementarity of One-Quantum Interference and Two-Quanta Interference
量子信息技术是信息技术中发展最快的领域之一。通过对玻尔互补性定义的误导性解释，纠缠的非局域相关性的基础被掩盖了，因此，这种非局域效应显然不能直接用于信息技术。作为确定可利用的纠缠非局域性的第一步，本文调整了一阶和二阶干涉互补的概念。特别地，纠缠系统的“最小作用量原理”的非定域结果通过二阶干涉的基础--共享相解空间得到了证明。基于Feynman的路径积分概念，通过将该理论应用于著名的实验来证明该理论的有效性，揭示了该潜在的非局部原理。在接下来的出版步骤中，为了突出这种非局域原理与量子计算和量子信息技术的相关性，这种非局域量子因果关联的“自洽原理”将通过实验来展示和验证。
2022-02-14 quant-ph
Phase-selective reversible quantum decoherence in cavity QED experiment
提出了一种新的可行的腔QED实验来分析量子互补和纠缠导致的可逆量子退相干。利用与环境的相位选择性操纵，它是演示如何互补特别是诱导可见性的保存，而量子退相干是更进步的，由于系统和环境之间的显着纠缠。这种效应可以直接观察到使用建议的腔QED测量。
2001-08-27 quant-ph
Analysing a complementarity experiment on the quantum-classical boundary
Bertet [{ \it{et al.} }（2001），{ \it{Nature} } { \bf{411} }，166.]讨论了指出了纠缠在达到经典极限时所起的作用。计算了腔的耗散和热效应，并提出了一个简单的实验修改，以观察"量子擦除“能力的逐渐丧失作为量子力学经典极限的表现。
2002-08-31 quant-ph
Information complementarity in quantum physics
我们证明，信息的概念提供了一个更完整的描述的互补性比传统的方法的基础上观察。我们提出了两个量子比特纯态的信息互补性的第一个实验测试，实现了与理论的密切一致;我们还探讨了信息在一个全面的混合态范围内的分布。我们的结果突出了即使是最简单的量子系统的奇怪和微妙的性质：例如，纠缠可以通过减少两个子系统之间的相关性来增加。
2010-02-12 quant-ph
Path-phase duality of an interfering particle with translational-internal entanglement
本文的目的是重新审视互补性的影响，当我们注入到一个马赫曾德尔干涉仪的内部结构的粒子，准备在特殊的自旋内部纠缠（TIE）状态。与标准情况相比，这种相关性导致路径可重复性是相位相关的。我们表明，这样的TIE状态允许我们检测小相移，几乎完美的路径可扩展性，超出了标准情况下（可扩展性是独立的干涉相位时）的互补性同时哪种方式和哪种相位测量所施加的限制。
2007-05-29 quant-ph
Quantum Non-Demolition Test of Bipartite Complementarity
我们提出了一个量子线路，它实现了一个非破坏性的测量互补的单和二分属性的两个量子比特系统：纠缠和单分的可见性和可预测性。该系统必须是在一个纯粹的状态与实系数的计算基础，这使得这些属性的直接操作的解释。该电路可以在量子信息感兴趣的许多系统中实现。
2007-02-08 quant-ph
Information complementarity in multipartite quantum states and security in cryptography
我们推导出任意多方系统的任意量子态的互补关系，任意多方和维数，系统的一部分的纯度和几个相关量，包括纠缠和其他量子相关以及经典和总的相关性，该部分与系统的其余部分之间的互补关系。随后，我们使用这样的互补关系，纯度和量子互信息在三方的情况下，提供一个绑定的秘密密钥速率的个人攻击的量子密钥分发协议。
2015-10-01 quant-ph
Delayed Choice, Complementarity, Entanglement and Measurement
众所周知，惠勒提出了几个延迟选择实验，以表明在被检测到之前谈论量子系统的行为方式是不可能的。在双缝实验中，光子什么时候决定走一条路还是两条路？延迟选择实验似乎表明，奇怪的是，有可能在光子被探测到之前的最后一刻改变光子的决定。这使惠勒有了一句名言：没有一个基本量子现象是一种现象，直到它是一种被记录的现象，被一种不可逆的放大行为所结束。然而，一些作者写道，需要时间效应的回溯来解释这些结果。我将证明，在只涉及一个粒子的延迟选择实验中，一个简单的解释是可能的，而不需要任何时间效应的回溯。涉及纠缠粒子（如所谓的量子擦除器）的延迟选择实验也可以在不引入任何时间效应的情况下得到解释，但我认为，这些实验不能如此简单地解释，因为它们提出了知道什么是测量和坍缩的整个问题。先前提出的解释，欢乐唯我论，是一个自然的框架，给出了一个简单的解释，这些延迟选择实验与纠缠粒子。在本文中，我将展示欢乐唯我论如何帮助澄清纠缠系统的波函数坍缩所引起的令人困惑的问题。
2017-02-28 quant-ph
Bohr's Complementarity: Completed with Entanglement
90年前的1927年，在意大利科莫的一次国际大会上，尼尔斯·玻尔发表了一次演讲，这被认为是第一次公开谈论“互补性”这个术语，作为一个物理概念，揭示了玻尔自己对路易·德布罗意“二元性”的思考。玻尔慢慢地接受了对偶性作为物理学原理：对任何量子物体的近距离观察都会揭示出波或粒子的行为，两个基本和互补的特征中的一个。关于互补性在量子科学中的重要性和广泛适用性，今天几乎没有什么分歧。书本长度的学术研究甚至提供了关于互补性在生物学、心理学和社会人类学等与物理学不同的领域中的相关性的推测，玻尔本人显然对这些领域的联系感兴趣（见贾默[2]、默多克[3]和惠特克[4]）。科莫在他的谈话后明显的困惑并没有被玻尔的文章消除，互补性从那时起经历了90年的反复审查，没有达成一致的决议。半流行的治疗[5]以及专家考试[6-9]表明，该主题是无法避免的，互补性保留其核心地位的解释量子力学。然而，我们的小组[10-13]和其他人[14-20]最近对一致性基本概念的处理方法现在使我们能够提出一种普遍的互补性表述，这可能标志着混乱的结束。我们证明了一个新的关系，约束的行为的电磁场（量子或经典）的基本背景下的双缝实验。我们表明，纠缠是需要完成玻尔的互补性，辩论了几十年，因为它的不完整性制定的成分。
2018-03-13 physics.hist-ph physics.optics quant-ph
Complementarity and correlations
我们提供了一个解释的纠缠的基础上的经典相关性的测量结果的互补性质：状态，具有超过一定的阈值的相关性纠缠。然而，反过来就不正确了。我们还表明，令人惊讶的是，所有可分离的非经典状态表现出较小的互补观测值的相关性比一些严格的经典状态。我们使用互信息作为经典相关性的度量，但我们推测第一个结果也适用于其他度量（例如皮尔逊相关系数或条件概率之和）。
2015-05-25 quant-ph
Complementarity Relation for Coherence and Disturbance
量子测量必然会对物理系统的状态产生扰动。一旦我们进行了完整的测量，系统就会经历退相干并失去其相干性。如果没有扰动，国家就保持了它的所有连贯性。因此，很自然地会问，在对一个状态造成的扰动和它的相干性之间是否存在权衡。利用相干性的相对熵，提出了一种相干扰动互补关系。对于二分态，我们证明了量子相干性、纠缠和扰动之间的互补关系。类似的关系也适用于二分态的量子相干性、量子不和谐和扰动。讨论了不同量子信道下单比特态的相干性和扰动之间的折衷关系。
2017-08-10 quant-ph
Collapse of the quantum correlation hierarchy links entropic uncertainty to entanglement creation
量子关联具有基础性和技术性，因此引入了许多措施来量化它们。这些措施的一些层次排序已经建立，例如，不和谐大于纠缠，我们提出了一类二分态，称为预测量态，其中几个层次崩溃到一个单一的值。由于预测量态是当系统与测量设备相互作用时产生的那种状态，因此层次崩溃意味着可观察量的不确定性与量子相关性（纠缠，不和谐等）定量相关。当被测量的时候，不确定性和量子关联之间的这种奇妙联系，导致了对不确定原理的熵公式的重新解释，即所谓的熵不确定性关系，包括那些允许量子记忆的关系。这些关系可以被认为是测量不相容的可观测量时产生的纠缠的下限。因此，我们发现，纠缠创造表现出互补性，一个概念，应该鼓励探索“纠缠互补关系”。
2012-11-10 quant-ph
When Classical Correlations Certify Entanglement Recovery
The University of Tokyo（东京大学）；Nagoya University（名古屋大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Kyoto University（京都大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文通过引入比互补性更宽松的不可约性条件，建立了纠缠与态可区分性之间的定量联系，并应用于纠缠蒸馏、量子纠错及测量权衡，提出了统一框架。
2026-09-30 quant-ph
Complementarity-Entanglement Tradeoff in Quantum Gravity
引力的量子化仍然是现代物理学核心中最重要但又极其虚幻的挑战之一。任何试图解决这个长期存在的问题似乎是注定的，因为任何直接的经验证据（即，探测引力子）来揭示引力的量子方面远远超出了目前的能力。最近，人们发现引力诱导纠缠，在干涉框架下剪裁，可以用来见证引力的量子性质。尽管这些方案为研究量子引力提供了有前途的工具，但这些方案的许多基本和经验方面还有待发现。考虑到除了量子纠缠之外，量子不确定性和互补原理是量子物理的另外两个基本方面，引力的量子性质需要表现出所有这些特征。在这里，我们设计了一个干涉测量平台，用于在量子引力环境中测试量子力学的这三个非经典方面，它将引力和量子物理学在更广泛和更深入的背景下联系起来。正如我们在这项工作中所展示的那样，量子引力的所有这三个基本特征都可以在干涉方案中得到框架和充分的分析。
2022-05-04 gr-qc hep-th quant-ph
Bohr's complementarity relation and the violation of the CP symmetry in high energy physics
我们测试玻尔的互补关系，它抓住了最违反直觉的差异的经典和量子世界，单和二分中性K介子。它们呈现出一个自然干扰、振荡和衰减的系统。此外，K介子打破CP对称性（C...电荷共轭，P…平价）。详细讨论了CP破坏对玻尔关系的影响，即对“类粒子”信息和“类波”信息的影响。此外，我们表明，补充的单部信息的两部K介子的数量确实是并发，纠缠的一种措施，加强我们的纠缠概念。我们发现定义的纠缠度量与CP破坏无关，而非定域性对CP破坏敏感。
2007-11-08 hep-th quant-ph
Elementary analysis of interferometers for wave-particle duality test and the perspective of going beyond the complementarity principle
波粒二象性和互补原理是量子理论正统哥本哈根解释的核心概念。这意味着在实验观测中，量子物体的波行为和粒子行为是相互排斥的。本文运用量子力学的基本方法，对杨氏双缝干涉仪和马赫-曾德尔双臂干涉仪进行了系统的分析，重点讨论了如何测量量子物体的干涉图样（波性）和哪一路信息（粒子性）。我们设计了几种方案，通过将两套测量仪器同时放置在干涉仪中，同时获得单个量子物体的哪条路信息和这些量子物体的系综的高对比度干涉图案，这两套测量仪器在空间上分离得很好，并且它们对彼此的扰动可以忽略不计。但是，如果这两套测量仪器在干涉仪中的布置和配合不当，就会导致无法同时观测波和粒子的行为。量子物体的内部自由度可以用来探测质心运动的方向信息和干涉图样。量子物体可以超越波粒二象性和互补性原理，这将在更深层次上激发对量子理论的新的概念审视和探索。
2014-10-16 quant-ph
An interferometric complementarity experiment in a bulk Nuclear Magnetic Resonance ensemble
我们已经实验证明了干涉互补性，它涉及的可测量性$D$量化的量的哪一个方式（WW）的信息的条纹可见度$V$表征量子实体的波特征，在一个散装合奏核磁共振（NMR）技术。我们主要关注中间情况：部分条纹可见度和不完整的WW信息。我们提出了一种替代几何策略的$D$的定量度量，并研究了$D$与纠缠之间的关系.通过独立地测量$D$和$V$，证明了对偶关系$D^{2}+V^{2}=1$对于标记物的纯量子态成立。
2003-01-21 quant-ph
An open quantum system approach to complementarity in neutral kaon interferometry
在二体量子系统中，两体之间的纠缠关联直接影响着波粒二象性现象。这种效应已经被M. Jakob和J. Bergou [Optics Communications 283（5）（2010）827]。本文利用$K$ -介子在自由空间中的传播过程，并考虑其弱衰变态作为第二部分，研究了K介子-反K介子振荡中的这种效应。我们表明，一个新的定量“triality”关系举行，类似于雅各布和贝尔古考虑。在我们的例子中，它将对应于不同的K介子传播模式$K_S $、$K_L $的衰变产物状态之间的可纠缠性、这些状态之间的类波路径干涉量以及由约化的冯诺伊曼熵给出的纠缠量联系起来。这个不等式可以解释奇异振荡和先前文献中考虑的寿命信息之间的互补性，因此可以看到它是如何受到纠缠关联的影响的。正如我们将要讨论的那样，它允许人们通过$K^{0}$ $\overline{K}\,^{0}$振荡清楚地看到纠缠在量子互补中的基本作用。
2016-12-08 hep-ph quant-ph
Complementarity between Tripartite Quantum Correlation and Bipartite Bell Inequality Violation in Three Qubit States
我们发现了一个单参数的真纠缠三量子比特纯态族，称为最大贝尔不等式违反态（MBV），它表现出最大的贝尔不等式违反约化的二分系统为一个固定量的真正的三方纠缠量化的所谓的纠缠措施。这反过来又意味着，在约化的二分系统对贝尔不等式的违反和三个量子比特态中存在的纠缠之间存在互补关系，不一定是纯的。MBV态也表现出最大的贝尔不等式违反约化的二分系统的三个量子比特的纯态与一个固定量的真正的三方相关量化的广义几何测度，一个真正的纠缠测度的多方纯态，和不和谐的单偶分数，从信息论范式的多体量子相关措施。对于广义几何测度和不和谐一夫一妻分数，分别建立了三个量子比特纯态的上述互补关系。约化二分系统的贝尔不等式违反与真正的三重关联之间的互补性表明，约化两量子比特系统中的贝尔不等式违反是以整个系统中存在的总三重关联为代价的。
2016-10-14 quant-ph
