Enhanced Estimation of a Noisy Quantum Channel Using Entanglement
我们讨论的信道参数估计的噪声量子信道-所谓的泡利信道-使用有限的资源。与基于可分离量子态的估计方案相比，先验纠缠大大提高了估计的保真度。
2001-03-29 quant-ph
Improving quantum channel discrimination with resourceful states
该研究证明在任何状态资源理论中，鲁棒性度量可精确量化量子信道判别问题中（含或不含辅助系统）使用资源态带来的最大平均成功概率提升，为资源在判别任务中的优势提供了完整刻画。
2025-08-16 quant-ph
Resourcefulness vs indivisibility in quantum channels
本文针对任意有限时间内的量子信道，提出了P-不可分性和CP-不可分性度量以及信道资源性度量，并通过两个独立关系建立了可分性与资源性度量间的桥梁，最后用量子非马尔可夫性验证了这些关系。
2024-07-27 quant-ph
Relative entropies of quantum channels with applications in resource theory
态的熵量词是量子信息理论的基石。虽然量子态可以抽象为只有输出的设备，但最常见的量子设备是也有输入的量子信道。在这项工作中，我们扩展的熵量词的状态的通道。在单次和渐近的情况下，我们提出了假设检验任务下的信道的相对熵。然后，我们根据目标通道到完全去极化通道的相对熵定义通道的熵。我们还研究了通道的相对熵的性质及其与纠缠的相互作用。最后，基于信道的相对熵，提出了信道的一般资源理论，讨论了一般信道与测量的相干性以及信道的纠缠度。
2018-09-16 quant-ph
Inequalities for quantum channels assisted by limited resources
研究了辅助资源存在时量子信道的信息容量和“可扩展性”。这些包括发送者和接收者之间共享的先前纠缠以及前向和后向通信的自由经典比特。不等式和权衡曲线推导。特别是另一种证明，在没有反馈和共享纠缠的情况下，前向经典通信不会增加信道的量子容量。
2005-07-04 quant-ph
Resource-Optimized Grouping Shadow for Efficient Energy Estimation
本文提出资源优化的分组阴影（ROGS）算法，通过重叠分组策略与凸优化最小化估计误差界，在固定测量预算下显著减少量子电路数量，实现高效能量估计。
2025-04-03 quant-ph
Tight bounds for private communication over bosonic Gaussian channels based on teleportation simulation with optimal finite resources
通过信道模拟、协议拉伸和纠缠的相对熵，可以得到量子信道上的保密通信的上界。所有这些成分导致了单字母上限的秘密密钥容量，可以直接计算在合适的资源状态。对于玻色高斯信道，通过对渐近资源状态的隐形传态模拟，即信道的渐近Choi矩阵，得到了最紧的上界。在这项工作中，我们采取了不同的方法。我们表明，在有限能量资源状态的分析类的隐形传态，使我们能够接近最终的边界增加能量，从而提供越来越紧的上限的秘密密钥容量的单模相位不敏感高斯信道。然后，我们表明，在同一类的资源状态的优化，可以用来绑定的最大密钥速率，可实现在有限数量的信道使用。
2019-10-07 quant-ph
On Quantum Channel Estimation with Minimal Resources
我们确定了最小的实验资源，以确保一个独特的解决方案，在估计的痕迹保持量子信道与直接和凸优化方法。一个方便的参数化的约束集是用来开发一个全局收敛的牛顿型算法，确保物理上允许的解决方案的问题。数值模拟提供支持的结果，并表明，最小的实验设置是足以保证良好的估计。
2011-06-10 quant-ph
Quantum Coding Theorems for Arbitrary Sources, Channels and Entanglement Resources
信息谱方法给出了各种信息理论协议的最优速率的一般公式，在最小的假设下，对所涉及的源，信道和纠缠资源的性质。本文的高潮是在推导的密集编码容量的无噪声量子信道，辅助任意共享纠缠，使用这种方法。我们还回顾了目前已知的编码定理，和他们的逆，如任意量子源的数据压缩和经典信息通过任意量子信道的传输协议。此外，我们还推导出了混合信源的最优数据压缩率
2006-09-30 quant-ph
Detecting Noisy Channels by Channel Discrimination : Local versus Entangled Resources
多量子比特系统的动力学，可以对应于量子系统的计算处理，可以有效地和一般地近似由一系列的两个和单量子比特门。然而，在实际应用中，作为幺正变换准备的量子门可能表现为噪声信道，因此可能抑制量子优势。在这项工作中，我们应用的方案的通道歧视，以检测如果一个量子门，实际实现是酉或噪声。我们证明了两个量子比特的幺正变换和它的噪声对应物可以通过本地资源进行最佳区分，而不需要重复地产生纠缠。该方案还可用于估计量子门中的噪声分量。
2018-12-05 quant-ph
Parameter estimation of quantum channels
研究了量子信道参数估计的效率问题。我们将可编程参数的概念引入估计理论。据发现，可编程参数严格遵守标准量子限制，因此没有加速是可能的，在其估计。我们还构造了一类非幺正量子信道，其参数可以用打破标准量子极限的方法来估计。对一般量子信道估计的研究也使得研究噪声对量子估计的影响成为可能。
2007-11-15 quant-ph
A Study of Channel Estimation and Postprocessing in Quantum Key Distribution Protocols
本文研究了量子密钥分发协议中的信道估计和后处理技术。特别是，我们提出了一个新的信道估计过程，在该过程中，我们利用不同的基地发送和接收的比特序列，和一个新的后处理与双向经典通信。然后，我们表明，我们的信道估计和/或我们的后处理的QKD协议的密钥生成率高于传统的。
2009-04-13 quant-ph
Information theoretic resource-breaking channels
本文提出过程资源破坏信道概念，证明密集编码破坏与隐形传态破坏信道集的凸紧性，给出群协变充分条件及单位信道判据，并构造见证算子识别非破坏信道。
2025-01-25 quant-ph
Entanglement-breaking channels are a quantum memory resource
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）；University of Vienna（维也纳大学）；National Taiwan Normal University（台湾师范大学）；University of Pisa（比萨大学）
本文证明纠缠破散通道在单系统多时间场景中仍为量子记忆资源，且在特定任务中优于经典记忆。
2025-12-19 quant-ph
No-go theorems for quantum resource purification II: new approach and channel theory
最近已经表明，从噪声资源状态到纯资源状态的转换的准确性和效率存在普遍的基本限制（例如，~蒸馏）在任何表现良好的量子资源理论中[Fang/Liu，Phys. Rev. Lett. 125，060405（2020）]。在这里，我们开发了一种新的和强大的方法来分析量子资源纯化的限制，这不仅导致改进的边界，排除了更广泛的噪声状态的精确纯化，并在某些情况下是紧的，但也使我们能够建立一个强大的量子信道（动态）资源不纯化理论。更具体地说，我们采用新的方法来获得通用的边界上的错误和成本的转换通用噪声信道（其中多个实例可以自适应地使用，与状态理论相比），一些单一的资源信道下的任何自由信道到信道映射。我们解决几个案件的实际利益更具体的条款，并讨论了我们的一般结果蒸馏，量子纠错，量子香农理论和量子线路合成的连接和应用。
2022-03-10 quant-ph
Optimal estimation of one parameter quantum channels
我们探讨的任务，最佳的量子信道识别，特别是一个一般的单参数量子过程的估计。我们推导出新的最优性的特征，并将结果应用到几个例子，包括量子比特去极化通道和谐振子阻尼通道。我们还讨论了问题的几何形状，并说明了使用纠缠过程估计的有用性。
2006-06-15 quant-ph
Topics in Estimation of Quantum Channels
量子信道是将密度矩阵发送到密度矩阵的映射。量子信道的估计在量子信息领域具有重要意义。本论文主要研究了与量子信道估计相关的两个问题。其中第一个是Sarovar和Milburn（2006）关于通过测量通道输出可获得的Fisher信息的上限。Sarovar和Milburn提出的两个关于他们的约束的问题得到了回答。引入了量子态空间上的黎曼度规，它与Sarovar和Milburn界的构造有关。其性质的特点。研究的第二个主题是酉信道的估计。考虑了一个实验者有多个参数相同的非全同酉通道的情况。它示出，它是可能的，以提高估计使用的信道在一起，类似于相同的酉信道的情况下。在Kitaev（1996）提出的相位估计方法的基础上，给出了一种新的相位估计方法。不像其他相位估计程序，执行类似的，这个过程只需要非常基本的实验资源。
2010-01-22 quant-ph
Phase-asymmetry resource interconversion via estimation
量子信息理论应用的实际实现依赖于系统之间的相位相干性。这些相干性受到相位参考之间的未对准的干扰。携带相位不对称性的量子态充当抵消这种未对准的资源。在本文中，我们构建的协议相互转换这些资源，首先估计的不对准。我们的方法实现了次线性，但在其他任意高，纯资源状态的混合的转换的渐近速率。没有其他方法是已知的渐近纯混合状态转换。我们的方法也有实现相位参考对齐除了资源转换的优点。
2014-04-01 quant-ph
Physical Resources for Quantum-enhanced Phase Estimation
利用量子力学的第一和第二量子化形式，研究了量子纠缠（粒子纠缠和模式纠缠）在光学相位估计中的作用。将量子费舍尔信息（QFI）表示为一阶和二阶光学相干函数的函数。由此产生的形式的QFI阐明了量子相位估计的派生源：场强度和光子检测相关性。此外，我们的分析证实，模式纠缠是不需要的量子增强干涉，而粒子纠缠是一个必要的要求。
2016-03-08 quant-ph
Quantum Arithmetic Algorithms: Implementation, Resource Estimation, and Comparison
University of Washington（华盛顿大学）；Microsoft Quantum（微软量子）
本文提出量子算术算法库的实现与资源估算，评估不同算术运算的最佳算法，并探讨资源估算在量子计算中的应用。
2025-09-06 quant-ph
Quantum channel-estimation with particle loss: GHZ versus W states
我们考虑了去极化通道和相位翻转通道的量子信道估计，这些通道由辅助量子比特扩展并馈入GHZ或W态。在应用通道之后，一个或多个量子比特可能会丢失，并且我们计算损失对量子费舍尔信息的影响，该信息确定可以估计这些通道的参数的最小不确定性。
2016-08-22 quant-ph
Generalized Quantum Stein's Lemma for Classical-Quantum Dynamical Resources
针对经典-量子信道，提出并证明了广义量子Stein引理，构建了无需渐近连续性假设的可逆量子资源理论框架，适用于信道编码场景，为CQ信道转换提供了通用工具。
2025-09-08 quant-ph
Postquantum common-cause channels: the resource theory of local operations and shared entanglement
我们定义了本地操作和共享纠缠（LOSE）的类型无关资源理论。这使我们能够正式量化后量子在共同原因的情况下，如贝尔的情况。任何不能由LOSE操作产生的无信号的二分量子信道都需要后量子公共原因来产生，并且构成了有价值的资源。我们的框架允许LOSE操作在不同类型的资源之间任意转换，这反过来又允许我们对后量子共同原因的不同表现进行系统研究。其中只有三个是以前认识到的，即后量子相关性，后量子转向，和非本地化的渠道，所有这些都被归入我们的框架中的资源的特殊情况。最后，我们证明了几个基本的结果，关于资源的类型如何决定什么转换成其他资源是可能的，也把资源的能力，以提供一个优势，如非本地游戏，半量子游戏，转向游戏等分布式任务的约束。
2021-03-21 quant-ph
On the Fundamental Resource for Exponential Advantage in Quantum Channel Learning
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
本研究揭示了在量子信道学习中，少量纠缠和足够辅助量子比特对实现指数优势的不同作用。
2026-02-25 quant-ph
The resource theory of coherence for quantum channels
利用Choi-Jamiolkowsky同构，在资源理论的框架下定义了量子信道的量子非相干相对熵（$\mathcal{QI}$ REC）.相干破坏通道被引入作为自由操作，其相应的Choi状态作为自由状态。我们还讨论了通道相干性与量子不和谐之间的关系，发现对于任何量子信道，依赖于基的量子不对称不和谐都不会大于$\mathcal{QI}$ REC。证明了对于任意可分量子非相干信道，$\mathcal{QI}$ REC都是递减的，并且它可以看作是量子信道的量子性。此外，我们还证明了对于量子比特通道，相干性的相对熵可以等价于它们对应的Choi态的相对熵，并且基依赖的量子对称不和谐永远不会超过相干性.
2020-06-27 quant-ph
Experiment design and parameter estimation of Pauli channels using convex optimization
本文提出了一个统一的框架，用于参数估计的凸优化和实验设计的凸最大化的泡利信道，它可以扩展到广义泡利信道。在信道方向已知的情况下，仿射参数化的Choi矩阵变成一个凸优化问题的LS参数估计广义泡利信道。对于量子比特泡利信道，给出了一种简单的信道方向估计迭代算法。通过最大化输出量子系统的Fisher信息矩阵的迹来进行实验设计，以找到用于信道估计的最佳输入状态和测量POVM。对于已知信道方向的情况，发现最佳输入状态应该是纯的，最佳测量POVM是极值的。在量子比特泡利信道的情况下，最优配置中的输入态和POVM元素都应该平行于信道方向。所提出的方法和算法说明了简单的数值例子。
2011-07-05 quant-ph
Resource-efficient low-loss four-channel active demultiplexer for single photons
本文提出一种基于自由空间延迟线和单个普克尔盒的资源高效四通道主动解复用器，以每通道39.7%的效率产生4个不可区分光子。
2023-04-19 quant-ph
Resource theory of entanglement for bipartite quantum channels
量子资源理论的传统观点关注如何利用自由操作将一个资源丰富的量子态转换为另一个。例如，纠缠理论中的一个基本和众所周知的问题是确定一个二分态的可分离纠缠，它等于通过使用本地操作和经典通信免费从给定的二分态的许多副本中提取新鲜Bell态的最大速率。本文的目的是把这种问题带到下一个层次，主要问题是：什么是最好的方式使用自由通道转换一个资源丰富的量子信道到另一个？本文主要讨论了二体信道纠缠的资源理论，建立了与之相关的几个基本任务和结果，特别是给出了信道纠缠理论中几个相关信息处理任务的界，定义了几种二体信道的纠缠度量，包括对数负性和$κ$ -纠缠.我们还表明，[Bäuml等人，Physical Review Letters，121，250504（2018）]有一个发散解释，这有助于简化这项早期工作的结果。
2019-07-08 quant-ph
Quantum criticality as a resource for quantum estimation
我们将量子临界系统作为量子估计中的一种资源，并推导出耦合参数的任何估计的精度的最终量子极限。特别地，如果L表示系统的大小，λ是驱动量子相变的相关耦合参数，我们表明，在临界点处的λ的估计相比于非临界情况下可以实现1/L阶的精度改进。我们发现，模拟结果保持在经典的相变的温度估计。结果说明了一个具体的例子，涉及一个费米子紧束缚模型与对创建（BCS模型）。
2008-08-01 quant-ph
Ancilla-Assisted Enhancement of Channel Estimation for Low-Noise Parameters
为了统一处理量子过程中极小噪声或微弱信号的估计问题，我们引入了具有一个噪声参数的低噪声量子信道的概念.在几个示例中已知，先前的纠缠与非本地输出测量一起提高了信道估计的性能。在本文中，我们研究这种“辅助增强”的噪声参数估计在一般的低噪声信道。对于两级系统的信道，我们证明了增强因子，即辅助估计的Fisher信息与原始估计的Fisher信息之比，总是上界为3/2。文中还给出了可达性的一些条件，并举例说明。
2005-08-29 quant-ph
Really Small Shoe Boxes - On Realistic Quantum Resource Estimation
可靠的资源估计和量子算法的基准测试是各种规模量子计算机的可行量子应用程序开发周期的关键组成部分。确定算法中的关键资源瓶颈，特别是当需要资源密集型纠错协议时，对于降低在实际量子硬件上实现可行算法的成本至关重要。
2019-02-21 cs.ET quant-ph
Quantifying the resource content of quantum channels: An operational approach
我们提出了一个通用的方法来量化的足智多谋的量子信道通过信道歧视，一个重要的信息处理任务。一个主要的结果是，区分一个给定的信道从自由信道的自由探测状态的集合的最大成功概率是由资源生成功率，即由信道的动作产生的资源的最大量，给定的跟踪距离的自由状态的集合的特征。我们将这个框架应用于量子相干性的资源理论，作为一个信息丰富的例子。一般结果也可以很容易地应用到其他资源理论，如纠缠，魔态，和不对称。
2019-04-27 math-ph math.MP quant-ph
Resource Estimation for Fault-Tolerant Quantum Programs
Tsinghua University（清华大学）；Institute of Software, Chinese Academy of Sciences（中国科学院软件研究所）；University of Technology Sydney（悉尼科技大学）
该研究针对现有量子编程语言的缺陷，提出带纠错方案抽象和跨层分析的量子编程语言及资源估计框架，在实用大规模量子算法实现上验证其可实现资源节省与准确估计。
2026-08-06 cs.PL quant-ph
High-dimensional quantum channel estimation using classical light
提出了一种利用经典光来表征高维量子信道的方法。它使用一个单一的不可分离的输入光场，其中包含空间模式和波长之间的相关性，以确定空间自由度上的信道的效果。信道估计过程结合了自发参数上变频（和频生成）以执行必要的测量。
2017-11-17 physics.optics quant-ph
Classical-Quantum Arbitrarily Varying Wiretap Channel: Ahlswede dichotomy, Positivity, Resources, Super Activation
我们建立Ahlswede二分法任意变化的经典量子窃听信道。这意味着，任意变化的经典量子窃听信道的确定性保密容量要么为零，要么等于其随机辅助保密容量。分析了任意变化的经典量子窃听信道在发送方和接收方使用不同资源时的保密容量。事实证明，具有随机性，公共随机性和相关性作为资源对于实现任意变化的经典量子窃听信道的正确定性保密容量非常有帮助。我们证明了任意变化的经典量子窃听信道的超激活现象，即，如果我们使用两个任意变化的经典量子窃听信道，两者都具有零确定性保密容量，它们允许完美的安全传输。
2016-08-11 cs.IT math.IT quant-ph
Quipper: Concrete Resource Estimation in Quantum Algorithms
尽管有丰富的量子算法文献，但令人惊讶的是，它们的具体逻辑设计和实现的覆盖面很小。大多数资源估计是在复杂性分析的层面上完成的，但实际的具体数量（量子门，量子比特等）会有数量级的差异我们在这里介绍的工作是一个编写和推理量子算法的正式框架。具体来说，我们设计了一种考虑可扩展性的语言Quipper，并且能够报告量子计算机科学文献中发现的七种非平凡算法的实际资源计数。
2014-12-01 cs.ET cs.PL quant-ph
Resource theory of asymmetric distinguishability for quantum channels
本文发展了量子信道的非对称可扩展性资源理论，推广了相关的态资源理论[arXiv：1010.1030; arXiv：1905.11629].信道资源理论的关键组成部分是量子信道盒，由一对量子信道组成，可以通过任意量子超级信道（量子信道的最一般物理变换）免费操纵。资源理论的一个主要问题是近似信道盒变换问题，其中目标是将初始信道盒（或多个信道盒）变换为最终信道盒（或多个信道盒），同时允许变换中的不对称误差。信道资源理论比其对应的状态理论更丰富，因为有更广泛的方法可以构建这个问题，无论是在一次或$n$ -拍摄制度，后者有并行和顺序的变体。在我们以前的工作[arXiv：1905.11629]中，我们考虑了一般通道盒变换问题的两种特殊情况，称为可分离性蒸馏和稀释。对于一次性的情况下，我们发现，各种任务的最佳值等于非平滑或平滑通道的最小或最大相对熵，从而赋予所有这些数量与操作的解释。在渐近序贯设置中，我们证明了精确的可扩展性成本等于[arXiv：1808.01498]的信道最大相对熵，可扩展性等于摊销的信道相对熵。后一个结果也可以被理解为在顺序设置中的量子信道的Stein引理的解决方案。最后，对于环境可捕获的和经典的量子信道盒，理论得到了显著的简化。
2019-12-11 cs.IT hep-th math-ph
