On the distinguishability of random quantum states
我们开发了两个解析下界的成功概率p识别一个国家挑选从一个已知的系综的纯态:一个边界的基础上成对的内积的状态,和一个边界的基础上的特征值的革兰氏矩阵。我们用后者来下界的n个随机量子态在d维,其中n/d接近一个常数的系综的渐近稳定性。特别是,对于几乎所有的n维n态系综,p>0.72。给出了量子计算中布尔函数判别的一个应用(“预言机识别问题”)。
2006-07-11 quant-ph
Distinguishability measures between ensembles of quantum states
量子系综$\{(p_x, ρ_x)\}$是一组量子态,每个量子态以给定的概率随机出现。量子系综是描述先验信息不完全的情况所必需的,例如随机量子信道(广义测量)的输出,并且在量子通信中起着核心作用。在本文中,我们提出了两个量子系综之间的距离和保真度的措施。我们考虑两种方法:第一个是基于在给定另一个作为资源的情况下模仿一个系综的能力,并且与Monge-Kantorovich最优运输问题密切相关,而第二个是使用引入辅助指针(或标志)状态的扩展希尔伯特空间(EHS)表示的思想。这两类措施都具有一些可取的性质。康托洛维奇测度虽然在确定性量子操作下是单调的,但在广义测度下不是单调的。与此相反,EHS措施。我们提出了这两种类型的措施的业务解释。我们还表明,合奏之间的EHS保真度提供了一种新的解释混合状态之间的保真度-后者等于所有纯态合奏的平均值等于混合状态进行比较之间的保真度的最大值。最后,我们使用新的措施来定义的距离和保真度的随机量子信道和积极的运营商价值的措施(POVM)。这些量在随机量子信道和量子检测器的层析成像的上下文中可能是有用的。
2009-03-27 quant-ph
Distinguishability and many-particle interference
纯量子态中两个独立粒子的量子干涉完全由粒子的可比拟性来描述:粒子越接近相同,量子干涉的程度越高。当涉及两个以上的粒子时,情况变得更加复杂,干扰能力超出了成对可分辨性,呈现出令人惊讶的丰富特征。在这里,我们使用三个光子研究多粒子干涉。我们表明,光子对之间的可分辨性不足以完全描述光子在散射过程中的行为,但集体相,三重相,起着作用。我们能够探索的三光子干涉的全部参数空间产生预示单光子和干涉他们在一个光纤tritter。使用多个自由度-时间延迟和偏振-我们从双光子干涉中分离出三光子干涉。我们的实验反驳了成对双光子可分辨性唯一决定非经典多粒子干涉程度的观点。
2016-09-30 quant-ph
Duality of Quantum Coherence and Path Distinguishability
本文导出了任意多径量子干涉现象的广义波粒二象性关系。超越了量子系统的波动性质的传统概念,即,在干涉条纹可见度方面,我们引入了最近在量子信息理论框架中定义的量子相干性的量化因子。为了证明粒子的性质,我们基于明确的量子态鉴别来量化路径可分辨性或路径信息。然后,多径量子干涉的玻尔互补原理可以表述为量子相干性与路径相干性之间的对偶关系。对于双光路干涉,量子相干性与干涉条纹可见度是一致的,并且这种关系简化为众所周知的互补关系。对偶关系继续持有的情况下,由于可能的退相干效应引入混合。
2015-07-22 quant-ph
Bures/statistical distinguishability probabilities of triseparable and biseparable Eggeling-Werner States
在以前的一些研究中,我们已经研究了使用Bures(最小单调)度量的体积元素-同样,统计可扩展性(SD)度量的四分之一-作为n x n密度矩阵的(n^2-1)维凸集上的自然度量。这使得我们在n = 4和6的情况下估计了量子位-量子位和量子位-四元组对可分离的先验(Bures/SD)概率。在这里,我们将这项工作从这样的二分系统扩展到最近由Eggeling和Werner(Phys. Rev. A 63 [2001],042324)构造的具有U × U × U对称性的三分“实验室”量子系统。我们推导出相关的SD度量张量的三个量子比特和三个qutrit的情况下,然后使用Monte Carlo方法获得各种相关的Bures/SD概率的估计。
2003-11-03 quant-ph
Local Distinguishability and Schmidt Number of Orthogonal States
目前,已知的可由局域算符和经典通信区分的正交态系综满足正交态的Schmidit数之和不大于整个空间的维数的条件。一个自然的问题是,一个任意的LOCC可区分的正交态系综是否满足条件。我们首先表明,在本文中,答案是肯定的。然后将其推广到多体系统,证明了多体正交量子态的LOCC可分解性的一个必要条件是正交态的最少乘积态个数之和(对于二体系统,最少乘积态个数为Schmidit数)不大于多体系统的Hilbert空间的维数。这一必要条件非常简单和普遍,可以得到许多不可定域性的情形,这意味着最少的乘积态数目对态的不可定域性起着重要的作用,并暗示最少的乘积态数目在某种意义上可能是量子非定域性的一种很好的表现。实际上,纠缠强调的是非定域性的“量”,而最少的乘积态则强调的是非定域性的类型。例如,已知的W态和GHZ态具有不同的最小乘积态数目,并且在类型上不同。
2005-10-27 quant-ph
Indistinguishability of identical bosons from a quantum information theory perspective
本文利用量子信息工具,提出全同玻色子不可区分性的一般理论,以对称子空间投影期望值为度量并给出可测下界,定义并刻画完美可区分态,发现凸组合可产生完美可区分性。
2023-07-13 quant-ph
On the distinguishability of geometrically uniform quantum states
University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校);Illinois Quantum Information Science and Technology (IQUIST) Center, University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊量子信息与科学技术中心)
本文研究了几何均匀量子态的可区分性,证明了PGM在某些情况下的最优性,并应用于隐藏子群问题和端口 teleportation。
2026-01-20 quant-ph
All photons are equal but some photons are more equal than others
当两个光子处于相同的量子态时,我们说它们是相同的。鉴于后者,有一种独特的方法可以实现这一目标。相反,有许多不同的方式来制备两个不相同的光子:它们可能具有不同的频率,偏振,振幅等,因此,光子可互换性取决于被改变的特定自由度。通过对Hong-Ou-Mandel实验中符合概率分布的分析,我们可以证明光子可重复性实际上可以用光子可重复性的速率来量化,这是一个实验上可测量的参数,它既依赖于光子的量子态,又依赖于受控的自由度。
2012-08-31 physics.optics quant-ph
Thermodynamic Constraints on Information Transmission in Quantum Ensembles
本研究探讨热力学约束对量子信息制备、演化和读取的影响,提出仅用吉布斯态的最优编解码协议,并给出霍列沃信息的热力学解释,确立检索极限。
2025-08-28 quant-ph
Experimental observation of entanglement duality for identical particles
最近的研究表明,全同粒子的纠缠具有一种称为二元论的特征[Phys. Rev. Lett. 110,140404(2013)],这是从根本上与量子不可分割性。本文报道了一个实验,首次观察到了两个相同光子的纠缠对偶性,这两个光子被不同的路径标记时表现为偏振纠缠,而被偏振态标记时表现为路径纠缠。通过调节纠缠光子的频率或到达时间的失配,我们将光子不可分辨性从量子极限调整到经典极限,观察到纠缠对偶性在经典不可分辨性出现时消失,证实了它是量子不可分辨粒子的一个特征。
2014-08-22 quant-ph
Entanglement of Identical Particles and the Detection Process
我们引入了探测器级纠缠,这是一个统一的纠缠概念,考虑到在探测过程中可能会删除多粒子的信息。这一概念意味着粒子的有效不变性的测量,这是由测量设置控制,并量化的程度(反)对称化的波函数对物理观测的影响。最初不可区分的粒子可以在它们向可区分性的转变中获得或释放纠缠,它们的量子统计行为取决于它们的初始纠缠。我们的研究结果表明,纠缠不能单独归因于一个相同的粒子的状态,但检测过程必须纳入分析。
2012-04-17 quant-ph
Quantum which-way information and fringe visibility when the detector is entangled with an ancilla
利用干涉实验中条纹可见度和向哪方向可分辨度之间的折衷关系,对量子机械波-粒子二象性进行了量化。这种关系是最近推广的Banaszek等。例如,(Nature Communications 4,2594,2013)中所描述的,当粒子配备有内部自由度(例如自旋)时。在这里,我们扩展的量子干涉的一个粒子拥有内部的自由度,当哪一个方式的检测器状态与辅助系统纠缠的能力,可扩展性的权衡关系。在这种情况下,我们引入了一个扩展的哪条路的可分辨性和相关的扩展条纹可见度满足对偶不等式。我们说明,与三个具体的例子的帮助下,虽然哪一个方式的信息推断完全从检测器状态(没有辅助)消失,通过测量检测器辅助纠缠态可检索的扩展可扩展性是非零的。此外,在所有三个例子中,扩展的可见性和广义可见性(这是由Banaszek et.例如,Nature Communications 4,2594,2013))彼此完全匹配。
2014-06-12 quant-ph
Efficient Quantum Compression for Ensembles of Identically Prepared Mixed States
我们提出了一次性压缩协议,最佳地编码成$O(\log N)$量子比特的$N$相同准备的混合状态的合奏。与纯态系综的情况相反,我们发现,只要容忍非零误差,并且以足够的精度知道状态的谱,编码量子比特的数量就会不连续地下降。对于量子位系综,此功能可节省25%的内存空间。我们的压缩协议可以在量子计算机上有效地实现。
2016-02-24 quant-ph
Effective Transition from Weak to Essential Non-Markovianity Induced by Coarse-Graining
University of São Paulo(圣保罗大学);Universidade Federal de Pernambuco(伯南布哥联邦大学)
本文提出一种算法,用于确定通过特定量子通道提升量子态可区分性的最大增益,并展示弱非马尔可夫通道可通过蒸馏过程转化为本质非马尔可夫通道,同时分析优化协议的量化特性。
2026-08-18 quant-ph
Quantum Statistics of Two Identical Particles and Modified Hong-Ou-Mandel Interferometer
提出利用具有多个内部能级的双粒子干涉仪探测两个全同粒子从量子不可区分到经典可区分的统计转变,并通过幺正散射过程实现平衡分布的直接测量。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.atom-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
Distinguishing classically indistinguishable states and channels
我们研究了一个原始的家庭的量子可分辨性问题,其中的目标是完全区分$M$量子态,成为完全一致的下一个消散映射。类似地,我们研究了$M$量子信道的可分辨性,当一个量子信道被限制为去相干输入和输出状态时,它不能被区分。所研究的问题在超选择规则的存在下自然出现,允许量化可以在相位自由度(相干性)中编码的信息量,并且与时间-能量不确定性关系相关。我们提出了一个收集的结果存在的$M$完全可区分的状态(通道)是经典的不可区分的必要条件和充分条件。
2019-11-05 quant-ph
Entanglement, mixedness and perfect local discrimination of orthogonal quantum states
结果表明,正交混合态的局域可压缩性可以完全由其支撑的局域可压缩性来表征,而与纠缠度和混合度无关。这导致两种上界的完美LOCC可区分的正交混合态的数量。第一种方法只依赖于在态的支持下的纯态纠缠,因此在许多情况下可能很容易计算。第二个界限是最佳的,在这个意义上,它优化的绑定量,不一定是函数的纠缠单独的,在所有的正交混合态系综(满足一定的条件)容许的支持下的密度矩阵。
2012-04-19 quant-ph
Distinguishability Transitions from Global Quantum Snapshots
University of Geneva(日内瓦大学);Princeton University(普林斯顿大学)
研究通过贝叶斯分类器利用少量全局快照区分随机量子态的能力,发现以x=m/ln k控制的相变并推导阈值,扩展至低深度、噪声电路及相位随机态。
2026-11-04 cond-mat.stat-mech quant-ph
Contextual advantage implies limited distinguishability in any physical theory
Perimeter Institute for Theoretical Physics(Perimeter理论物理研究所);University of Gdańsk(格但斯克大学);University of São Paulo(圣保罗大学);Polish Academy of Sciences(波兰科学院)
该研究在广义概率理论框架下,揭示了能提供上下文优势的态集合的可区分性受非平凡上界约束,存在权衡关系,还将相关界应用于广义奇偶 oblivious 复用任务。
2026-07-30 quant-ph
From Quantum to Classical Physics: The Role of Distinguishability
从量子统计到经典统计的过渡是根据Huggett的发现研究的,即经验数据不支持通常的说法,即经典对象和量子对象之间的区别在于经典对象携带可置换标签的能力,而不是量子对象。由于经典物体的标签的排列被视为一种独特的配置,这个特征通常被认为意味着经典物体是不相同的,而量子物体是。Huggett的发现威胁到了经典物体和量子物体之间区别的特征。各种统计分布进行检查,它被发现,其他的区别,相应的可分性和可分离性,出现在经典的限制。化学势的作用(亥姆霍兹自由能随粒子数的变化率)被发现是至关重要的意义,在表征这种出现的经典的量子分布。
2017-08-15 physics.hist-ph quant-ph
Quantum Coherence and Distinguishability as Complementary Resources: A Resource-Theoretic Perspective from Wave-Particle Duality
该研究从资源理论视角出发,将量子相干性与经典可区分性作为互补资源,证明正交纯态系综中相干比特与经典比特之和有界,揭示二者固有权衡,为波粒二象性及量子资源操控提供新见解。
2025-06-27 cs.IT math.IT quant-ph
Resource theory of asymmetric distinguishability
本文系统地发展了大约十年前提出的非对称可分配性资源理论[K。Matsumoto,arXiv:1010.1030(2010)]。这种资源理论的关键组成部分是量子盒,它由一对量子态组成,可以通过任意的量子信道免费操纵。我们引入比特的非对称可互换性作为该资源理论的基本货币,并证明了在渐近极限下它是一个可逆的资源理论,量子相对熵是资源互换的基本速率.量子盒是由独立同分布(i.i.d.)可以将状态转换为非对称可重构性的比特,并且可重构性代价是用于逆变换的最优速率。这两个量都等于量子相对熵。精确的单次可重构性等于最小相对熵,精确的单次可重构性代价等于最大相对熵。推广这些结果,近似一次可消除性等于光滑最小相对熵,近似一次可消除性代价等于光滑最大相对熵。作为前面结果的一个显著应用,我们证明了从一对独立同分布的最优渐近转换率。量子态转换到另一对独立同分布。量子态完全由它们的量子相对熵之比表征。
2019-12-11 cs.IT hep-th math-ph
The Stark interaction of identical particles with vacuum electromagnetic field as quantum Poisson process suppressing collective spontaneous emission
在考虑耦合常数耦合常数上的二阶项(Stark相互作用)的情况下,基于系统量子态的幺正变换,利用微扰理论得到了描述全同量子粒子系综与无光子真空电磁场共振相互作用的有效哈密顿量.结果表明,在马尔可夫近似下,一阶耦合常数的有效哈密顿项用量子Wiener过程表示,而二阶项用量子Poisson过程表示.在研究过程中,人们发现斯塔克相互作用在系综动力学中起着重要的作用,从而影响了相当多的全同粒子的系综的集体自发衰变。已经发现了新的基本效应,即,在相同粒子的足够密集的系综中的激发守恒和在具有确定数量的粒子的激发系综的集体衰减过程中的超辐射抑制。
2011-01-18 quant-ph
Perfect discrimination of non-orthogonal quantum states with posterior classical partial information
非正交纯态的不可区分性是量子信息处理的核心。虽然不可测性反映了不可能通过一次测量来测量互补的物理量,但我们证明了可测性可以简单地借助后验经典部分信息来完美地恢复。我们通过展示非正交纯态的系综来证明这一点,使得从系综中随机采样的状态可以在测量结果的后处理和关于采样状态的附加部分信息的帮助下通过单个测量来完美地识别,即,从其中采样状态的子集合的标签。当一个合奏由两个subensembles,我们表明,完美的可扩展性的合奏与后处理的帮助下,可以重述为一个矩阵分解问题。此外,当两个子系综都由两个状态组成时,我们给出了问题的解析解。
2018-12-07 math-ph math.MP quant-ph
Fidelity trade-off for finite ensembles of identically prepared qubits
我们计算的质量之间的权衡估计的量子态的系综相同的准备量子位和最低水平的干扰,必须引入这个过程中的量子力学。权衡量化使用两个平均保真度:操作保真度,其特征在于最终量子比特状态的平均相似性的初始状态,和描述所获得的估计的质量的估计保真度。我们分析量子操作的属性饱和的可扩展性界的操作保真度与估计保真度,这使我们能够大大降低的复杂性的问题,找到权衡曲线。简化的优化问题具有一组三对角矩阵的特征值问题的形式,并且可以使用标准数值工具轻松求解。
2001-07-27 quant-ph
A Duality in Entanglement Enabling a Test of Quantum Indistinguishability Unaffected by Interactions
我们指出了一个早期未被注意到的量子不可分割性的含义,即,一个属性,我们称之为“二元论”,表征纠缠的两个相同的粒子(说,两个离子相同的物种)-这是一个功能,这是不存在的纠缠两个不相同的粒子(说,两个离子不同的物种)。这一性质的一个重要应用是,它可以用来测试量子不相容性,而无需将相关粒子放在一起,从而避免相互作用的影响。这与现有的量子不可逆性测试相反。这样一个方案,是独立的性质和强度的相互作用的相同的粒子参与,有潜在的应用,包括探测的过渡,从量子不可分割的经典可分割性。
2013-04-04 quant-ph
Large baseline quantum telescopes assisted by partially distinguishable photons
研究量子纠缠扩展望远镜基线中星光低光子占据数及光子部分可区分性对分辨率的影响,发现可区分性影响温和但低占据数会迅速降低高辅助光子数下的灵敏度。
2024-12-21 quant-ph
Ensemble averaged entanglement of two-particle states in Fock space
最近的结果,推广施密特分解定理的波函数的全同粒子,进行了审查。它们被用来定义在两个相同粒子的情况下的约化密度算子。其次,讨论了一种计算时间平均纠缠度的方法。它适用于哈伯德模型中的一对相同的电子,以及具有无限程跳跃的玻色-哈伯德模型中的一对玻色子。的平均纠缠度的哈密顿量的谱的简并性的效果被强调。
2007-04-03 quant-ph
Distinguishability in quantum interference with the squeezed states
发展了压缩真空态在幺正线性干涉仪上量子干涉的可分辨性理论。结果表明,施密特模上光子对的纠缠是量子纠缠的来源之一。通过$n$光子对的内部状态的对称部分来量化可分辨性,其归一化$q_{2n}$是$2n$光子干扰为不可分辨的概率。对于两对光子$q_{4}=(1+ 2\mathbb{P} )/3$,其中$\mathbb{P} $是压缩态的纯度($K=1/\mathbb{P} $是施密特数)。对于固定纯度的$\mathbb{P}$,概率$q_{2n}$在$n$中呈指数快速下降。例如,在H.- S.~ Zhong \textit{et al} [Science \textbf{370},1460(2020)],对于平均光子数$2n\ge 43$,所获得的纯度$\mathbb{P}\approx 0.938$给出$q_{2n}\lesssim 0.5$,即,接近于$n$不可区分光子对和$n$可区分光子对之间的中线。在所有结果的推导过程中,基于全同玻色子的希尔伯特空间的粒子分解的一阶量子化表示是一个不可缺少的工具。该方法也可以应用于广义(非高斯)压缩态,如最近在三光子参量下转换中产生的压缩态。
2022-06-02 math-ph math.MP quant-ph
Symmetric distinguishability as a quantum resource
我们发展了一种对称量子信息源理论,其基本对象是基本的量子信息源,即,发射具有给定先验概率的两种可能的量子态之一的源。这样的源可以由复合系统$XA$的经典量子态表示,其对应于两个量子态的系综,其中$X$是经典的,而$A$是量子的。我们研究了两种不同类型的自由操作的资源理论:$(i)$ ${\rm{CPTP}}_A$,其中包括量子信道只作用于$A$,和$(ii)$条件双随机(CDS)映射作用于$XA$。我们引进的概念,对称可扩展性的基本源,并证明它是一个单调下,这两类自由操作。我们研究的任务,蒸馏和稀释的对称可压缩性,无论是在一杆和渐近制度。我们证明,在渐近制度,转换一个基本源到另一个的最佳速率是等于他们的量子的duplex发散的比率,在这两类自由操作。这赋予了一个新的操作解释的量子波夫发散。我们还获得有趣的业务的汤普森度量的解释,在对称性稀释的背景下。
2021-08-20 cs.IT math-ph math.IT
Universal Algorithm for Optimal Estimation of Quantum States from Finite Ensembles
本文提出了一种计算任意有限维系统最佳量子态的通用算法。该算法指定了一个物理上可实现的正算子值测量(POVM)的有限数量的相同准备的系统。我们说明了一般的形式主义,将其应用到不同的情况下的状态估计的N个独立和相同的准备两级系统(量子比特)。
1997-07-16 quant-ph
The Quantum Blackwell Theorem and Minimum Error State Discrimination
最近有人提出了经典统计学中著名的Blackwell定理的量子模拟。给定两个量子信道A和B,已经证明了一组支付函数对于B的值至少与对于A的值一样高,当且仅当存在量子混淆信道E使得A=EB。当这样的通道E存在时,我们可以在它们的“噪声”方面全局地比较A和B。我们表明,这种方法的信道噪声比较是等效的,通过考虑退化的状态的可扩展性。在这里,如果任何状态的集合,被馈送到每个通道并可能与附属物纠缠,从A中出现的区别并不比从通道B中出现的区别更大,则通道A被认为至少与通道B一样有噪声,其中可分辨性由最小错误鉴别概率量化。我们还提供了一个新的应用窃听检测量子密码。
2009-07-22 quant-ph
Generation of light with multimode time-delayed entanglement using storage in a solid state spin-wave quantum memory
在这里,我们演示了产生和存储纠缠在一个固态自旋波量子存储器与按需读出使用的过程中的rephased放大自发发射(RASE)。由掺杂到Y $_2$ SiO $_5$晶体中的Pr $^{3+}$离子的反转系综产生的放大自发辐射(ASE)在Praseo_2系综的集体态和输出光之间产生纠缠。然后使用四能级光子回波技术重新定相合奏。当RASE作为自旋波存储长达5 $μ$ s时,ASE和其回波之间的纠缠被确认,并且不可分性破坏被保留。RASE被证明是时间多模与两个时间模式之间的几乎完美的兼容性证明。这些结果为多模固态量子存储器在可扩展量子网络中的应用铺平了道路。
2016-07-29 quant-ph
Trading Quantum Ensembles
本文研究在给定副本数和保真度下量子系综的实用价值比较问题,通过纯度资源理论、态区分、纯化与层析推导资源等价曲线,从而判断是否应进行系综交易。
2025-08-18 quant-ph
The Gibbs Paradox and the Physical Criteria for the Indistinguishability of Identical Particles
统计力学中的吉布斯佯谬讨论了混合气体熵的可加性问题。通常的讨论将这种矛盾的情况归因于全同粒子的经典可比拟性,并将解决这个问题的全同粒子不可比拟性归功于量子理论。我们认为,全同粒子的不可压缩性已经是经典力学的一个特征,当用信息和相关熵的语言来处理这个问题时,这一点就清楚地表现出来了。我们查明的物理标准的不变性,是至关重要的吉布斯问题的治疗和它的解决方案与传统热力学的一致性。量子力学提供了一个在经典图景中不可能的量化标准,即量子干涉的可见性或状态重叠的不可解释性程度,如冯·诺依曼所指出的,从而赋予熵表达式数学上的连续性和物理上的合理性。
2018-11-08 cond-mat.stat-mech quant-ph
Superradiance and anomalous hyperfine splitting in inhomogeneous ensembles
光与全同散射体系综相互作用中的集体效应在物理学的许多领域中起着重要的作用。然而,由于超精细场的存在,导致不均匀的跃迁位移和分裂,术语“相同”往往是不准确的。在这里,我们开发了一个形式主义的基础上的格林函数方法来模拟一维波导中的非均匀合奏的线性响应。我们得到了一个紧凑的集体谱公式,它表现出偏离均匀的频率移动和加宽的两个能级系统的预期。特别是,如果集体耦合的相干贡献是大的,可以抑制非均匀加宽的效果,与线宽接近的超辐射值。我们应用这种形式来描述非均匀超精细参数下薄膜波导X射线散射中的集体效应。
2021-02-22 quant-ph
Minimal-error quantum state discrimination versus robustness of entanglement:More indistinguishability with less entanglement
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute(哈立什-钱德拉研究所,霍米·巴巴国立学院成员机构)
本文研究了量子态鉴别与纠缠鲁棒性之间的关系,发现更少纠缠可带来更多不可区分性,并通过数值实验验证了相关边界条件。
2024-02-07 quant-ph
Density Matrix in Quantum Mechanics and Distinctness of Ensembles Having the Same Compressed Density Matrix
通过对密度矩阵的不同定义,分别提出了单封闭量子系统的全密度矩阵、分子系综平均单分子态的压缩密度矩阵和部分纠缠量子系统的约化密度矩阵的不同定义.我们表明,具有相同的压缩密度矩阵的系综可以通过观察各种可观测量的波动来物理区分。这与具有相同压缩密度矩阵的系综是相同的一般信念形成对比。给出了在特定系综中观测量涨落的显式表达式。我们讨论了核磁共振量子计算的本质。我们证明了在当前的核磁共振量子计算实验中不存在量子纠缠的结论是基于不合理的信念,即具有相同压缩密度矩阵的系综在物理上是相同的。讨论了量子通信中的相关问题。
2006-04-20 quant-ph
Two-sided estimates of minimum-error distinguishability of mixed quantum states via generalized Holevo-Curlander bounds
我们证明了一个简明的2因子估计的最佳区分任意混合量子态系综的失败率,推广Holevo [Theor.可能吧Appl.23,411(1978)]和Curlander [Ph.D.(MIT,1979)。对Cocha和Poor的最小原理的修改[Proceedings of the 6 th International Conference on Quantum Communication,Measurement,and Computing(Rinton,Princeton,NJ,2003)]被用于导出次优测量,其具有在通过构造的最优的2倍内的误差率。该测量是二次加权的,并且作为Jezek等人[Phys. Rev. A 65,060301(2002)]提出的一系列测量的第一个结果出现。与所谓的相当好的测量不同,在非等概率纯态的情况下,它与Holevo的渐近最优测量一致。证明了Barnum和Knill [J.Math.Phys.43,2097(2002)]所定义的测量的二次加权形式。Schumacher和Westmoreland [Phys. Rev. A 56,131(1997)]意义上的综合征可解释性的界限似乎是一个必然结果。附录将我们的界与trace-Jensen不等式联系起来。
2009-07-13 math-ph math.MP quant-ph
Failure of epistemic models to explain the antidistinguishability of quantum mixed preparations
Indian Institute of Science Education and Research Thiruvananthapuram(印度科学教育研究所特里凡得琅分校);Indian Institute of Technology Bhubaneswar(印度技术学院布巴内斯瓦尔分校)
研究认知模型在再现量子混合制备经验预测方面的局限性,通过比较量子重叠与认知重叠,证明非零共同重叠的认知模型无法再现量子理论预测,并展示了最强形式的制备上下文性。
2026-06-02 quant-ph
Distinctness of ensembles having the same density matrix and the nature of liquid NMR quantum computing
我们表明,不同构造的系综具有相同的密度矩阵,可以物理上区分观察波动的一些可观的。给出了系综中观测量涨落的显式表达式。这一结果挑战了佩雷斯的基本假设,似乎与广泛传播的信念相反,即具有相同密度矩阵的系综在物理上是相同的。这使我们认为,目前的液体核磁共振量子计算是真正的量子力学的性质。
2004-08-31 quant-ph
Quantum description of reality is epistemically incomplete
Gdańsk University of Technology(格但斯克理工大学);University of Gdańsk(格但斯克大学);S. N. Bose National Centre for Basic Sciences(S.N. 玻色基础科学国家中心);Indian Institute of Technology Bhubaneswar(布巴内斯瓦尔印度理工学院)
本文探讨了操作量子描述在准备层面的完整性,证明了在经典理论中,准备集的平均区分度等于集合区分度,任何非零偏差都表明认知不完整,并限定了本体通信能力。
2026-03-22 quant-ph
Minimum Decision Cost for Quantum Ensembles
对于一个给定的$N$独立和相同制备的粒子系综,我们计算了不同的策略测量极化自旋1/2粒子的二元决策成本。结果证明,对于任意给定的先验概率值和任意数量的组成粒子,组合测量的代价总是小于或等于子系综上任意单独测量的代价。贝叶斯成本,这是与最优策略相关联的成本(即,组合测量)以简单的封闭形式获得。
1995-07-14 quant-ph
Spectroscopic properties of inhomogeneously broadened spin ensembles in a cavity
在相同原子或自旋的大集合中,与电磁辐射场的模式的相互作用集中在具有集体增强耦合的单个超辐射自由度中。给定可控的非均匀加宽,这样的系综可以用于辐射场的量子态的多模存储,其在量子通信网络和量子计算机中具有应用。在本文中,我们分析的宽度和形状的非均匀加宽的影响集体增强和动力学的腔系综系统的集中的后果的适用性量子信息处理任务。
2011-01-25 quant-ph
Wave-particle duality of many-body quantum states
我们建立了一个多体量子态的波粒二象性的一般理论,它量化了波粒性质如何相互平衡。就像在众所周知的单粒子情况下一样,哪条路的信息--在这里是在多粒子路径的水平上--赋予了粒子特征,而干涉--在这里是由于多粒子振幅的相干叠加--表明了波的性质。我们分析了如何多粒子的哪种方式的信息,连续可调的费米或玻色子,相同的和可能相互作用的粒子的可分辨性的水平,约束干扰的贡献,多粒子的可观的,从而控制量子到经典的过渡在多粒子量子系统。我们的理论框架的多功能性,说明了红欧曼德尔和玻色哈伯德一样的示范设置。
2021-08-24 quant-ph
Kinematic Effect of Indistinguishability and Its Application to Open Quantum Systems
在量子力学中,有用的实验需要对组成实验整体的相同准备的物理对象进行多次测量。实验系统也会受到环境干扰的影响,我们不应该假设实验集合中的所有对象都受到来自单一不受控制环境的干扰。在这里,我们提出了一个框架来处理多量子环境和波动只影响子集的实验合奏。我们还讨论了不适用于封闭系统的不可逆性的运动学效果。作为一个应用,我们把无效的光子散射作为一个开放的系统。我们还创建了一个玩具模型的环境干扰系统经历拉比振荡,我们发现,这种运动学效应可以解释令人费解的激励诱导的失相一般在实验中测量。
2011-11-01 quant-ph
Distributed phase-covariant cloning with atomic ensembles via quantum Zeno dynamics
基于量子芝诺动力学,我们提出了一个有趣的原子系综分布式轨道态量子克隆方案。这些原子系综由完全相同的三能级原子组成,被囚禁在由单模集成光学星形耦合器连接的远距离腔中。通过适当调节原子系综与经典光场之间的耦合常数,可以对这些量子比特进行控制,并且随着系综量子比特中原子数目的增加,腔衰减可以得到很大的抑制。利用解析结果可以得到每个克隆量子比特的保真度。该方案为量子通信网络的构建提供了一种新的思路。
2012-06-27 quant-ph
One-Way Quantum Secure Direct Communication with Choice of Measurement Basis as the Secret
Instituto de Física, Universidad de Antioquia(安蒂奥基亚大学物理研究所);TU Wien, Atominstitut & VCQ(维也纳工业大学原子研究所与量子计算中心)
本文提出一种基于测量基选择的单向量子安全直接通信模型,利用EPR对和公开经典通道实现信息安全传输,适用于星型网络配置。
2026-09-01 quant-ph
Near-resonant light scattering by a sub-wavelength ensemble of identical atoms
从理论上研究了亚波长体积中$N$共振原子系综对光的散射。我们考虑的低强度制度,使每个原子线性响应的领域。虽然$N$非相互作用原子对$N^2$的散射大于单个原子,但我们发现,在共振附近,$N$相互作用原子对$N^2$的散射小于单个原子。此外,散射功率呈现出强烈的波动,无论是从一个实现到另一个或当改变激励频率。我们分析了这种违反直觉的行为,从光诱导偶极-偶极相互作用产生的集体模式。我们发现,对于小的样品,它们的性质只取决于它们的体积时,$N\gtrsim 20$。
2019-07-05 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Time Asymmetry in Quantum Physics - II. Experimental Demonstration Using a Single Ion
量子物理学涉及量子系统的系综,通常人们认为在同一时间有大量相同的量子系统。在单离子实验中,人们在不同时间的系综上有一个单一的量子系统。这就提供了一种方法来证明一个衰变状态的半群演化的开始时间。
2007-03-18 quant-ph
Quantum processing with ensembles of rare earth ions in a stoichiometric crystal
我们描述了一种在光学活性稀土离子的晶体化学计量中创建小量子处理器的方法。晶体中掺杂了另一种稀土元素,产生了一个由周围离子组成的相同簇的系综,其光学和超精细频率由它们在簇中的空间位置唯一确定。在掺杂剂周围的每个独特位置中的离子集合充当量子位,不同量子位中的离子之间具有强的局部相互作用。这些系综量子位可以分别用作光的量子存储器,我们展示了量子位之间的相互作用如何用于对存储的光子态执行线性操作。我们还描述了这些集合量子比特如何用于制定和研究纠错。
2019-12-16 quant-ph
Quantum concentration inequalities and equivalence of the thermodynamical ensembles: an optimal mass transport approach
本研究提出量子自旋系统的新型集中不等式,引入局域W₁距离并证明输运成本不等式,最终证明了量子统计力学中系综等价性与弱本征态热化假说。
2025-06-16 math-ph math.MP quant-ph