Quantum-like Representation Algorithm: Transformation of Probabilistic Data into vectors on Bloch's Sphere
在本文中，我们提出了一个简单的算法表示的统计数据的任何来源的复概率幅。用Mathematica-6进行了数值模拟。Bloch球用于数值模拟结果的可视化。一方面，这种类量子（QL）表示的创建及其数值批准是澄清经典随机性和量子随机性之间极其复杂的相互关系的重要一步。另一方面，它为QM的数学形式主义在其他科学领域的应用开辟了新的可能性。
2008-03-10 quant-ph
On the mystery of quantum probabilistic rule: trigonometric and hyperbolic probabilistic behaviours
我们证明了量子概率规则（不同于经典贝叶斯公式的余弦因子）可以在纯经典的基础上作为制备过程的微扰效应的结果。在任何情况下，干扰可以很容易地模拟的宏系统。此外，我们得到的分类所有可能的概率，可以通过扰动效应产生的转换。有两个主要的转换类：经典贝叶斯公式的三角和双曲（“干扰”）扰动。量子概率规则只是三角概率行为的一个特例。双曲概率行为可以很容易地模拟。然而，它对“真实物理现象”的观察问题是开放的。
2000-11-25 quant-ph
Protocols for entanglement transformations of bipartite pure states
我们提出了一个一般性的理论框架，确定性和概率纠缠变换的两部分纯态通过本地操作和经典通信。这个框架统一并大大简化了以前的工作。给出了“纯压缩”变换的一个必要条件。最后，建设性的协议，以实现概率和确定性纠缠变换。
2003-04-09 quant-ph
Entanglement and Disentanglement, Probabilistic Interpretation of Statevectors, and Transformation between Intrinsic Frames of Reference
我们研究基于两个假设的量子理论：在孤立宏观系统的内禀参照系中，（i）系统没有全局运动，也不与任何其他系统纠缠，（ii）系统外系统的态矢量的时间演化满足薛定谔方程。在辅助参照系中研究了微观系统与宏观系统之间的碰撞型相互作用过程。在将辅助参考系中得到的两个系统的状态向量变换到宏观系统的内在参考系中时，上述第一个假设要求状态向量的不连续变化。一个概率的解释给出了不连续变化的状态向量。对于微观系统，理论中给出的密度矩阵等于通常量子力学中给出的约化密度矩阵。
2006-09-12 quant-ph
Reversibility of quantum resources through probabilistic protocols
本研究针对量子资源态可逆变换猜想存疑的问题，提出允许概率成功的协议，证明一般量子资源理论中可实现所有态的可逆互转，且成功概率有非零下界，同时验证渐近非资源生成操作的最优性，建立概率变换率与确定性强逆率的关联并在纠缠蒸馏中实现精确等价。
2024-04-16 quant-ph
Catalyst-Assisted Probabilistic Coherence Distillation for Mixed States
催化剂的显着现象告诉我们，添加催化剂可以帮助状态转换。本文研究了严格非相干操作下混合态的催化剂辅助概率相干蒸馏问题。为此，我们首先给出了通过随机严格非相干操作从初始混合态提取目标纯相干态的充分必要条件和从初始混合态提取目标纯相干态的最大概率。借助这些结果，我们提出了催化剂存在的必要和充分条件，增加了最大的转换概率。
2020-01-10 quant-ph
Probabilistic programmable quantum processors with multiple copies of program state
我们研究了可编程量子处理器上一般U（1）变换的执行。我们表明，只有一个量子位程序状态的副本的可用性的最小假设，G.Vidal等人提出的现有方案的明显优势。88，047905（2002）]和M.Hillery等人[Phys.Rev.A. 65，022301（2003）]来使用复杂程序状态以更大概率执行一般U（1）变换似乎不成立。
2005-05-27 quant-ph
Holographic Transformation, Belief Propagation and Loop Calculus for Generalized Probabilistic Theories
将全息变换、置信传播和圈演算推广到包括量子力学在内的广义概率理论中的问题。在这项工作中，经典因子图的分区函数表示为两个高维向量的内积，这两个高维向量都可以分解为低维向量的张量积。在表示上，利用伴随线性映射可以清楚地理解全息变换。此外，在使用内积的公式化上，从循环演算公式的推导中自然地定义了置信传播。因此，全息变换，信任传播和圈演算推广到量子力学和广义概率理论中的测量问题。
2015-04-24 cond-mat.stat-mech cs.IT math.IT
Post-selection induced deterministic and probabilistic entanglement with strong and weak interactions
提出了一种方案，纠缠两个系统，没有相互作用，通过使用辅助粒子在马赫-曾德尔干涉仪，通过适当的后选择的粒子，然后由一个子系统上的条件反馈纠缠。对于强相互作用，这个过程是确定性的。对于较弱的相互作用，只有成功的概率降低，但输出仍然是最大纠缠态。
2015-08-28 quant-ph
Probabilistic transformations of quantum resources
确定性地操纵量子资源的困难通常需要使用概率协议，但缺乏对其能力和局限性的表征。我们开发了一个通用的方法来解决这个问题，通过引入一个新的资源单调性，服从一个非常强的类型的单调性：它可以排除所有的转换，概率或确定性，在任何量子资源理论的状态之间。这使我们能够对状态转换进行根本性的限制，并限制概率协议相对于确定性协议所能提供的优势，从而大大加强了以前的发现，并扩展了最近的不可行定理。我们应用我们的研究结果，以获得一个显着的改进范围的错误和开销的概率蒸馏协议，直接适用于任务，如纠缠或魔态蒸馏，并通过凸优化计算。在广泛的资源类，我们加强我们的结果表明，单调性完全控制概率变换-其单调性提供了一个必要和充分条件的状态可转换。这赋予了单调性一个直接的操作解释，因为它可以通过任何概率操纵协议精确地量化资源蒸馏任务中可实现的最高保真度。
2022-03-15 math-ph math.MP quant-ph
Undecidability of consistency of generalized probabilistic theories
Université libre de Bruxelles (ULB)（布鲁塞尔自由大学）
研究了在有限变换集或纠缠态集扩展广义概率理论时，其一致性问题与图灵机停机问题等价，证明此类扩展在计算上不可判定。
2026-11-04 quant-ph
Optimizing Quantum State Transformation Under Locality Constraint
Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
本文提出在局部性约束下优化量子态变换的方法，通过参数化和梯度优化提升弱纠缠态的纠缠纯化效率。
2025-12-24 quant-ph
Probabilistic Quantum Control Via Indirect Measurement
量子控制的最基本方案涉及通过幺正变换对系统的纯动力学状态进行有组织的操纵。最近，Vilela Mendes和Mank'o证明了，如果酉控制操作可以通过投影测量来补充，则状态空间上的可控性条件变得不那么严格。本工作建立在这个想法，引入间接测量的附加元素，以实现一种遥控。要被遥控的目标系统首先与另一个相同的系统纠缠在一起，称为控制系统。然后，控制系统进行酉变换加上投影测量。正如薛定谔所预期的那样，这种通过纠缠进行的控制本质上必然是概率性的。另一方面，在适当的条件下，远程控制的情况下提供了特殊的优势，对退相干和更大的剧目的酉变换的鲁棒性。对一个两能级系统的仿真表明，通过优化控制参数，可以实现可达状态种群的大幅增长。
2005-03-26 quant-ph
Transformations between symmetric sets of quantum states
我们研究了量子态从一个“源”态到一个“目标”态的概率变换。这种变换有许多应用。它们可用于包括状态相关克隆或量子态鉴别的任务，以及作为其信息编码不通过么正变换相关的系统（例如连续变量系统和有限维系统）之间的接口。在概率变换中，信息可能会丢失或泄漏，我们解释了泄漏和冗余的概念。在此之后，我们将展示如何分析的概率变换显着简化对称的源和目标集的状态。特别是，我们给出了一个简单的线性规划，它解决了寻找最佳变换的任务，并介绍了泄漏和冗余信息理论方面的特征的方法。使用所开发的技术，我们分析了一类变换，它将相干态与其相对相位编码的信息转换为对称量子比特态。这些状态的每一组都出现在许多研究得很好的量子信息协议中。最后，我们提出了一个基于量子剪刀的渐近实现。
2012-06-22 quant-ph
Improving performance of probabilistic programmable quantum processors
我们提出了一个系统的分析，如何可以提高性能的概率可编程量子处理器。我们推广了一个简单的Vidal-Masanes-Cirac处理器，该处理器实现了量子比特上的U（1）旋转，旋转的相位编码在程序寄存器的状态中。我们展示了如何成功的概率处理器的概率可以通过使用循环中的处理器来提高。此外，我们表明，相同的策略可以用于量子比特上的非酉变换的概率实现。此外，我们还证明了量子比特的任意SU（2）变换都可以被编码到通用可编程概率量子处理器的程序状态中。该处理器的成功概率可以通过经由条件循环的错误的系统校正来增强。最后，我们表明，我们所有的结果也可以推广到qudits。特别地，我们展示了如何通过可编程量子处理器实现量子比特的SU（N）旋转，以及当它用于循环时，如何提高处理器的性能。
2003-11-25 quant-ph
Probabilistic Dense Coding Using Non-Maximally Entangled Three-Particle State
提出了一种利用非最大纠缠三粒子态的量子信道实现概率密集编码的方案。如果发送者引入辅助粒子并进行集体幺正变换，量子密集编码将以一定的概率成功。此外，计算在该方案中传输的平均信息。
2009-02-21 quant-ph
Coherence generating power of unitary transformations via probabilistic average
我们研究了量子信道应用于非相干态时产生量子相干性的能力。基于概率平均值，我们定义了一个通用的量子信道，基于由量子信道作用于非相干态的均匀系综所产生的平均相干性，这样的相干产生功率（CGP）的测量。给出了任意酉信道下CGP的子熵解析表达式。还导出了单位量子信道的CGP的一个上界。详细的例子进行了调查。
2018-05-08 math-ph math.MP quant-ph
Unified view of quantum amplification based on quantum transformation
首次用量子态变换的语言系统地给出了量子态放大的一般框架。明确定义了量子态放大的概念，并将一组量子态的放大一般表示为量子态的变换。三种不同类型的重要量子放大，即，确定性噪声量子放大，概率无噪声量子放大，确定性无噪声量子放大的识别和讨论。对于确定性量子放大，放大的线性与无噪声放大不相容，而对于概率量子放大则不相容。然而，确定性的无噪声量子放大物理上是可以实现的，如果放大的线性被放弃。讨论了概率量子放大中放大增益与成功几率之间的关系。假设所有被放大的量子态的成功概率相同，我们得到了放大增益与成功概率之间的一个普遍有效的关系。近年来，高斯态的保相量子放大在量子信息和量子通信中具有重要的理论意义和实用价值。我们对量子态放大的研究结果不仅丰富了量子放大的研究，而且对进一步的实际应用也有帮助。
2016-01-21 quant-ph
Noncontextual ontological models of operational probabilistic theories
本文证明强因果商化操作概率理论中，仪器结构不允许语境性本体论表示，其本体论表示完全由单个变换决定，从而排除了此类语境性。
2025-08-06 quant-ph
LOCC protocols for entanglement transformations
通过局域操作和经典通信，我们构造了实现两体纯态的概率性和确定性纠缠变换的协议。本文给出了一个关于纯压缩变换的新条件。
2002-09-27 quant-ph
Twin Hamiltonians, three types of the Dyson maps, and the probabilistic interpretation problem in quasi-Hermitian quantum mechanics
Indian Institute of Technology, Bhubaneswar（印度技术学院布巴内斯瓦尔分校）；Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学）；The Czech Academy of Sciences, Nuclear Physics Institute（捷克科学院核物理研究所）；University of Hradec Králové（赫拉德茨-克拉洛韦大学）；Rochester Institute of Technology（罗切斯特理工学院）
本文研究了准埃尔米特量子力学中双哈密顿量与三种迪森映射的关系，探讨了其概率解释的模糊性及系统分类方法。
2026-01-15 quant-ph
Overcoming entropic limitations on asymptotic state transformations through probabilistic protocols
研究证明在允许概率成功的随机协议下，基于 Hilbert 投影度量正则化的新熵量能突破量子相对熵对渐近状态转换速率的限制，并给出了概率资源蒸馏协议的紧致强逆界。
2023-04-03 math-ph math.MP quant-ph
Quantum Operations, State Transformations and Probabilities
在量子运算中，概率既表示状态转换的成功程度，又表示最终状态的混合程度（作为密度算符本征值）。我们给出了一个统一的治疗纯到纯的状态转换，包括概率和确定性的情况下。然后，我们讨论的作用，在描述量子操作中的混合动力学的优势。导出了所有初态混合增强的条件。我们发现，混合是单调递减的确定性纯到纯的转换，并讨论这些转换和确定性LOCC纠缠转换之间的关系。
2001-09-17 quant-ph
Quantum Advantage from Sequential-Transformation Contextuality
我们引入了一个概念的上下文转换顺序的上下文中，不同的贝尔-Kochen-Specker和Spekkens的上下文概念。在一个基于变换的量子计算模型中，我们证明了强序列变换上下文对于非线性函数的确定性计算是必要的和足够的，如果经典组件被限制为mod 2线性和匹配约束适用于任何底层本体。对于概率计算，顺序变换的上下文是必要的和充分的优势，在这项任务中，优势的程度量化地涉及到上下文的程度。
2018-12-10 quant-ph
Coherent-state phase concentration by quantum probabilistic amplification
我们提出了新的相干态相位浓度的概率测量诱导放大。放大方案使用新的架构，热噪声加法（而不是单光子加法），然后使用现实的光子数分辨探测器进行可行的多光子减法。与确定性放大器相反，它允许大幅放大弱相干态，同时降低它们的相位不确定性。
2009-07-14 quant-ph
Optimal probabilistic distillation of quantum coherence
我们完成了最优概率相干蒸馏协议的任务，其目的是通过严格非相干操作（SIO）将一般状态转换为一组n级最大相干态。具体地说，我们提出了通过SIO从混合态到纯态系综的充分必要条件。借助于该条件和单纯形算法，我们可以通过给出一般状态的最大平均可消除相干的解析表达式和构造达到该界的相应运算来实现概率蒸馏协议。我们的协议是一个通用的协议，因为它可以适用于任何一致性措施。
2021-12-28 quant-ph
Quantum public-key cryptosystems based on induced trapdoor one-way transformations
引入了诱导陷门单向量子变换（OWQT）概念，并在此基础上提出了量子信息公钥加密（PKE）的理论框架，在此框架下给出了RSA的量子版PKE、ElGamal、Goldwasser-Micali、椭圆曲线、McEliece、Niederreiter和Okamoto-Tanaka-Uchiyama等几种量子公钥加密（QPKE）协议.虽然所有这些协议都是计算安全的，但最后三个协议在后量子时代可能是安全的。此外，基于导出的陷门OWQT，给出了量子消息的公钥认证和签名的理论框架。作为例子，给出了一个基于SN-S认证方案的量子消息公钥认证协议和两个分别基于RSA和McEliece算法的量子数字签名协议。
2011-07-12 quant-ph
Quantum theory as a relevant framework for the statement of probabilistic and many-valued logic
基于开放系统的量子理论的思想，我们提出了似然命题逻辑的自洽方法。为此，我们与每一个似然命题的对角矩阵，并检查它作为相关的量子系统的密度矩阵。我们证明了所有似然命题之间的逻辑连接词都可以表示为这些矩阵的特殊正值变换。我们还证明了上述变换可以通过量子工程方法在相应的复合量子系统中实现。所提出的方法不仅允许一个复制和推广的结果，著名的逻辑系统（布尔，Lukasiewicz等），但也分类和分析从统一的角度来看各种实际问题的心理物理学和社会科学。
2012-05-31 math.LO quant-ph
Fermionic quantum field theories as probabilistic cellular automata
证明了一类具有相互作用的费米子量子场论等价于概率元胞自动机，即初态具有概率分布的元胞自动机.一维格点上的概率元胞自动机等价于费米子的二维量子场论。它们可以被看作是正方形格子上的广义伊辛模型，因而也是经典的统计系统。作为量子场论，它们是量子系统。这样，量子力学就从经典统计学中产生了。作为相互作用费米子量子场论的一个明确例子，我们把一类离散化的Thirring模型描述为一个元胞自动机。自动机的更新规则被编码在步骤演化算子中，该算子可以用费米子湮灭和创建算子来表示。量子力学的复杂结构与粒子-空穴变换有关。朴素连续极限表现出洛伦兹对称性。我们利用量子场论的等价性，以显示如何量子概念的波函数，密度矩阵，非交换运营商的可观和相似性变换是方便和有用的概念，概率元胞自动机的描述。
2022-03-21 hep-lat hep-th quant-ph
Optimal processes for probabilistic work extraction beyond the second law
根据热力学第二定律，对于在与固定温度的环境接触的系统上进行的每一次变换，提取的功由系统的自由能的减少限制。然而，在一个单一的实现一个通用的过程中，提取的工作是受统计波动，这可能允许概率违反先前的界限。我们有兴趣增强这种效果，即我们寻找的热力学过程，最大限度地提高提取工作的概率高于给定的任意阈值。对于任何遵守Jarzynski恒等式的过程，我们确定工作提取概率的上限，该上限还取决于我们愿意在失败的情况下提取的最小工作量，或者我们希望从系统中提取的平均工作量。然后，我们表明，这个限制可以饱和的量子离散过程的序列的幺正淬火和完整的热化的热力学形式主义。我们明确地确定了最佳的协议，这是由两个准静态等温变换分离的有限酉淬火。
2016-04-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Tight constraints on probabilistic convertibility of quantum states
本文提出两种通用方法，利用基于希尔伯特射影度量的资源单调量及凸优化问题，严格刻画量子资源理论中概率协议下量子态转换的可行性，并改进纠缠蒸馏界限。
2023-06-22 math-ph math.MP quant-ph
