Deterministic quantum teleportation between distant atomic objects
量子隐形传态是量子网络的重要组成部分,也是量子计算的基石。利用光作为量子信息载体在遥远的物质对象之间进行隐形传态一直是一个特别令人兴奋的目标。在这里,我们展示了量子隐形传态的一个新的元素,在遥远的物质对象之间的确定性连续变量(cv)隐形传态。这些物体在室温下是宏观的原子系综。隐形传态所需的纠缠是由光从一个系综传播到另一个系综而分布的。在一个系综的集体自旋态中编码的量子态利用这种纠缠和对光的零差测量被传送到另一个系综上。通过实现过程层析成像,我们证明了量子隐形传态的实验保真度比任何经典过程都要高。此外,我们证明了确定性隐形传态的好处,通过从一个遥远的物体到另一个动态变化的自旋状态序列的隐形传态。
2013-04-04 quant-ph
Teleportation of an atomic ensemble quantum state
提出了一种利用一对量子关联原子系综实现宏观原子系综的高保真量子态隐形传态的方案。我们展示了如何利用光与原子之间的准完美量子态转移过程来制备这对系综。我们的协议依赖于原子系综态的光学联合测量和磁反馈重建。
2004-07-30 quant-ph
Quantum teleportation between light and matter
量子隐形传态是分布式量子网络的重要组成部分,也可以作为量子计算机的基本操作。隐形传态最初被证明是将一束光的量子态转移到另一束光上;后来的发展使用了光学中继,并证明了连续变量的纠缠交换。在两个单一物质粒子(被捕获的离子)之间的量子态的隐形传态现在也已经实现。在这里,我们展示了不同性质的物体之间的隐形传态-光和物质,分别代表“飞行”和“静止”媒体。一个编码在光脉冲中的量子态被传送到一个宏观物体上(一个包含10^12个铯原子的原子系综)。确定性隐形传态的平均光子数(n)高达几百组的相干态实现。当n=20时,量子效率为0.58 ± 0.02,当n=5时,量子效率为0.60 ± 0.02,比任何经典的态转移都要高。除了基本的兴趣,隐形传态使用宏观原子系综是相关的量子中继器的实际实现。实现量子网络的一个重要因素是发射器和接收器之间的隐形传态距离;在本实验中,这是0.5米。由于我们的实验使用传播光来实现隐形传态所需的光和原子的纠缠,因此目前的方法应该可以扩展到更长的距离。
2006-10-23 quant-ph
Entanglement and teleportation of macroscopic continuous variables by superconducting devices
电流偏置低温超导约瑟夫森结(JJ)的动力学描述为“搓衣板”势中虚拟粒子的量子化运动。JJ的搓衣板势中紧密束缚态的长相干时间促使人们努力耦合JJ并将它们作为纠缠量子位操作,从而能够形成可扩展量子计算机的构建模块。在这里,我们考虑一个迄今为止尚未探索的量子方面耦合JJ:产生爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)纠缠的连续变量,即,他们的磁通量和感应电荷的能力。这种纠缠,除了其概念上的新颖性,是一个深远的目标的先决条件:传输的通量和电荷变量之间的JJ,实现一个未知的量子态沿网络的设备。
2005-04-20 cond-mat.supr-con quant-ph
Teleportation from a Projection Operator Point of View
从一维子空间投影性质的角度描述了量子态的隐形传态过程。它是作为一个推广的远程准备的一个已知的状态,通过使用EPR对。离散和连续的情况以统一的方式处理。概念和计算的简单性在教学上是有利的。
2006-02-07 quant-ph
A scheme for total quantum teleportation
我们研究了外部粒子的量子态的完全隐形传态,而不是外部单粒子态的部分隐形传态、相干态和编码单粒子态的完全隐形传态以及核自旋态的分子内隐形传态.我们发现了一组可交换的观测量,其测量直接投影到贝尔基础上,并讨论了一个可能的实验,基于双光子吸收,允许,第一次,通过直接投影测量一个外部光子的状态的总隐形传态。
1999-09-29 quant-ph
Quantum teleportation across a metropolitan fibre network
如果一个光子通过所谓的贝尔态测量(Bell state measurement,BSM)与纠缠光子对的一个成员相互作用,它的状态将被传送到该对的第二个成员上。从1997年开始,量子力学的这个令人困惑的预言已经被证明了很多次;然而,除了最近的一个例外,只有接收到传送态的光子(如果有的话)走得很远,而参与BSM的光子总是在它们被创造的地方附近被测量。利用卡尔加里光纤网络,我们报道了一个波长为795 nm的光子与另一个通信光子相互作用后的量子隐形传态.这将远距离传送的距离从818米提高到6.2公里。我们的演示为基于量子中继器的通信建立了一个重要的要求,并构成了通往全球量子互联网道路上的里程碑。
2016-05-27 quant-ph
Long distance quantum teleportation of qubits from photons at 1300 nm to photons at 1550 nm wavelength
以1300 nm波长光子编码的基本二维量子态(量子比特)被传送到1550 nm光子上。电信波长的使用使得能够利用标准光纤,并允许从一个实验室传送到55米远的一个实验室,通过2公里的光纤连接。量子隐形传态的保真度为81.2%。这足以证明量子隐形传态的原理,特别是纠缠的利用。这个实验是迈向量子中继器的第一步。
2003-01-31 quant-ph
Optomechanical quantum teleportation
量子隐形传态是将一个未知的输入态忠实地传送到一个远程量子系统上,是长距离量子通信协议和分布式量子计算的关键组成部分。与此同时,高频纳米光机系统作为未来量子网络中的节点,在具有长机械寿命的低损耗光通信波长下在芯片上运行,具有很大的前景。最近的演示包括两个谐振器之间的纠缠,量子存储器和微波到光学转换。尽管取得了这些成功,但将光输入态的量子隐形传态传送到长寿命的光机械存储器上仍然是一个突出的挑战。在这里,我们展示了偏振编码的光输入态到一对纳米机械谐振器的联合态上的量子隐形传态。我们的协议还首次允许在双轨编码的光机械量子存储器上存储和检索任意量子比特状态。这项工作展示了单个量子中继器节点的全部功能,并为光机系统作为量子网络节点的应用提供了一个关键的里程碑。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum teleportation from a telecom-wavelength photon to a solid-state quantum memory
在量子隐形传态中,单个量子系统的状态被分离成经典信息和纯粹的量子关联,随后被重建到从未与第一个系统直接相互作用的第二个系统上。这种违反直觉的现象是量子信息科学的基石,因为它在几个重要任务中起着至关重要的作用,例如使用量子中继器长距离传输量子信息。在这种背景下,最重要的挑战是在远程节点之间分配纠缠,并将这种纠缠作为长距离光到物质量子隐形传态的资源。在这里,我们展示了量子隐形传态的偏振态的电信波长的光子到固态量子存储器的状态。在存储单个光子的掺杂稀土离子的晶体与飞行的电信波长光子之间建立了纠缠。后者与另一个携带要传送的偏振态的飞行量子比特联合测量,这预示着传送。从存储器中检索到的光子的偏振态的保真度被证明大于在没有纠缠的情况下可实现的最大保真度,即使当两个飞行量子比特行进的组合距离是25公里的标准光纤时。这种光到物质的隐形传态通道为利用固态量子存储器实现量子网络的远距离实现铺平了道路。
2014-01-27 quant-ph
Complete quantum teleportation using nuclear magnetic resonance
量子力学提供了惊人的新的信息处理能力(Bennett 1995,Preskill 1998)。其中最令人意想不到的是一种称为量子隐形传态(Bennett et al 1993)的过程,它允许系统的量子态从一个位置传输到另一个位置,而不需要穿过居间的空间。在宏观距离上的隐形传态的部分实现(Bouwmeester et al 1997,Boschi et al 1998)已经使用光学系统实现,但省略了隐形传态过程的最后阶段。本文报道了利用液态核磁共振(NMR)实现原子间距离的量子隐形传态的实验。最后一级的加入首次实现了一种隐形传态,它可以用作更大量子计算或量子通信中的子程序。我们的实验还演示了量子过程层析成像的使用,这是一种完全表征量子系统动力学的过程。最后,我们展示了一个控制开发的退相干作为一种工具,以协助在实验的性能。
1998-11-08 quant-ph
Demonstration of teleportation across a quantum network code
本文研究基于测量的量子网络编码(MQNC),开发了将其适配到超导处理器的技术,成功演示了保真度超越经典极限的量子隐形传态,并提出了面向heavy-hex及逻辑纠错布局的推广映射。
2024-08-09 quant-ph
Teleportation Scheme of S-level Quantum Pure States by Two-level EPRs
一个粒子的任意但确定的S能级的未知量子纯态可以通过二能级EPR转移到一组相距遥远的二能级粒子上,这个二能级EPR的数目与该组粒子的数目一样多。我们构造了这样一种隐形传态,它的实现需要对s能级粒子和EPR一端的所有二能级粒子组成的量子系统进行非定域么正变换,并对系统中所有单粒子进行测量。两个以上粒子的幺正变换也被写成两体幺正变换的乘积形式。
2000-04-25 quant-ph
Memory-built-in quantum teleportation with photonic and atomic qubits
量子隐形传态和光子量子比特的量子存储的结合是未来实现大规模量子通信和基于测量的量子计算的关键。这两个步骤已经在许多原理验证实验中分别实现,但光子量子比特的存储器内置隐形传态的演示仍然是一个实验挑战。在这里,我们展示了光子(飞行)和原子(静止)量子比特之间的隐形传态。在我们的实验中,一个未知的偏振态的单光子被传送到一个远程原子量子比特,也作为一个量子存储器超过7米。传送的状态可以存储并成功读出长达8微秒。除了基本的兴趣之外,光子和原子量子比特之间的隐形传态直接包含可读的量子存储器代表了迈向高效和可扩展的量子网络的一步。
2008-01-21 quant-ph
Quantum teleportation between a continuous-variable optical qumode and a discrete-variable solid-state qubit
本文提出一种利用混合纠缠将连续变量光量子比特隐形传态至离散变量固态量子比特的方案,通过仅依赖光零差检测和自旋极化测量的新贝尔态测量方法,在现实噪声下仍可实现超越经典极限的保真度。
2024-06-27 quant-ph
Teleportation of massive particles without shared entanglement
提出了一种利用喇曼耦合技术,通过中间光场从一束原子激光到另一束原子激光实现量子态转移的方法。我们的提议利用现有的实验技术,在没有共享纠缠的情况下,在潜在的大距离上传送宏观物质波。
2007-06-01 cond-mat.other physics.atom-ph quant-ph
Entanglement and teleportation between polarization and wave-like encodings of an optical qubit
光是各种量子信息处理和存储设备之间不可替代的通信手段。由于它们不同的物理性质,这些器件中的一些更强地耦合到量子光波的离散自由度,而一些耦合到量子光波的连续自由度。因此,希望开发一种技术能力来相互转换以这些自由度编码的量子信息。在这里,我们产生和表征的纠缠态之间的双轨(偏振编码)的单光子量子比特和量子比特编码为相反振幅的相干态的叠加。我们还展示了这种状态作为这些编码之间的量子信息接口资源的应用。特别是,我们展示了一个极化量子比特到一个自由传播的连续变量量子比特的隐形传态。
2017-12-29 quant-ph
Long distance quantum teleportation in a quantum relay configuration
报道了利用光纤延迟贝尔态测量(BSM)实现长距离量子隐形传态的实验。创建要传送的量子比特的源和创建必要的纠缠态的源通过两个2 km长的光纤连接到实现BSM的分束器。此外,在相隔55米的另一个实验室中,在2.2公里的光纤后分析了远距离传送的量子比特。由1310 nm的光子携带的时间仓量子比特被传送到1550 nm的光子上。保真度为77%,高于无纠缠时可获得的最大值。这是第一次在相当长的距离上实现基本量子中继,这将允许增加量子通信和量子密钥分发的范围。
2003-09-30 quant-ph
High teleportation rates using cold-atom ensemble based quantum repeaters with Rydberg blockade
我们提出了一个简化版本的中继协议在冷中性原子系综里德伯激发优化两节点纠缠的产生和描述的量子隐形传态协议。我们的建议借鉴了以前的建议[Zhao,{\sl et al.},A {\bf 81},052329(2010)]和[Han,{\sl等人} Phys.Rev.A {\bf 81},052311(2010)],其描述了用于与许多节点的长距离纠缠的高效且鲁棒的协议。利用实际的实验值,我们预测的纠缠产生率为$\sim$ 25 Hz和隐形传态率为$\sim$ 5 Hz。我们预测的速率与当前最先进的量子存储器之间的纠缠产生和隐形传态实验相匹配。随着效率的提高,我们预测的纠缠产生和隐形传态率的$\sim$ 7.8 kHz和$\sim$ 3.6 kHz,分别代表了两个数量级的改善,目前实现的值。具有里德伯激发的冷原子系综是中继节点的有希望的候选者,因为系综中的集体效应可以用于确定性地产生长寿命的基态存储器,其可以有效地映射到定向发射的单光子上。
2016-04-21 quant-ph
Quantum teleportation and entanglement swapping of matter qubits with coherent multiphoton states
提出了概率纠缠辅助量子隐形传态和物质量子比特纠缠交换的协议。它们是基于一个协议的后选择贝尔状态的投影,这是能够投影到贝尔状态的辅助相干多光子态和后选择平衡零差光电探测的帮助下,两个材料量子比特。在光子后选择成功的前提下,我们探讨了以$25\%$成功概率实现单位保真度量子隐形传态和纠缠交换的理论可能性.这种光子辅助贝尔投影是通过将两个材料量子比特几乎共振地耦合到两个单独腔中的辐射场的单模中,并通过测量平衡零差检测场景中出现的场态来产生的。由于这些量子协议需要相干多光子态和平衡零差光电探测的量子态工程的基本工具,它们可能提供有趣的前景,特别是当前的量子光学应用在量子信息处理。
2014-07-03 quant-ph
Apparent teleportation of indistinguishable particles
该研究提出第三种类隐形传态现象——不可区分粒子的表观隐形传态,用1+1维玩具模型阐释构想,并提出通过核碰撞中粲与反粲强子动量关联观测该现象的新方法,有望揭示不可区分粒子的基本输运性质。
2025-07-30 hep-ph nucl-th quant-ph
Proposal for optomechanical quantum teleportation
提出了一种新的基于脉冲光力学的离散变量量子隐形传态方案。在我们的建议中,我们演示了一个未知的光学输入状态可以转移到一对机械振荡器的联合状态,而不与彼此物理相互作用。我们进一步分析了实验缺陷将如何影响的保真度的隐形传态,并强调我们的计划可以实现在当前国家的最先进的光机系统。
2020-09-03 physics.optics quant-ph
Realization of Deterministic Quantum Teleportation with Solid State Qubits
将信息载体的状态从发送者转移到接收者是经典和量子通信和信息处理中的基本原语。在一个被称为隐形传态的量子过程中,量子比特的未知状态可以通过共享纠缠和经典信息传递给远处的一方。在这里,我们提出的实验在一个固态系统的超导量子线路的基础上,演示量子比特的状态在宏观尺度上的隐形传态。在我们的实验中,量子隐形传态被确定性地实现了,并且具有很高的传输效率。这构成了实现微波频率量子通信中继器的重要一步,并拓宽了超导电路处理量子信息的工具集。
2013-02-22 cond-mat.supr-con quant-ph
Entanglement and quantum teleportation under superposed gravitational fields
基于最近提出的引力场叠加态的思想,研究了引力场对两体态纠缠的影响。与以前的考虑不同,我们研究了在相互作用的最后阶段,引力场不能从二分系统中幺正分离的情况。当不同的引力场态相互正交时,同一个初态的乘积态不能产生纠缠。如果不同的引力场态是非正交的,则可以产生纠缠,并且所产生的纠缠的量取决于不同的引力场态之间的重叠参数。研究了引力场对量子隐形传态传输的影响,由于量子隐形传态可以在宏观物体上进行,因此引力场的影响可能导致可观测的效应。
2022-10-08 gr-qc quant-ph
Experimental Demonstration of Five-photon Entanglement and Open-destination Teleportation
通用的量子纠错需要能够操纵五个或更多粒子的纠缠。虽然三粒子或四粒子纠缠已经被实验证明并用于获得量子力学和局域实在论之间的极端矛盾,但实现五粒子纠缠仍然是一个实验挑战。与此同时,多方量子通信和计算的一个关键实验挑战是所谓的开放目的地隐形传态。在开放目的地隐形传态过程中,单个粒子的未知量子态首先被传送到N个粒子的相干叠加态上,进行分布式量子信息处理。在稍后的阶段,通过对剩余的N-1个粒子执行投影测量,可以在N个粒子中的任何一个处读出该远距传送状态以用于进一步的应用。在这里,我们报告了五光子纠缠和开放目的地隐形传态的原理证明。在实验中,我们利用两个纠缠光子对产生一个四光子纠缠态,然后将其与一个单光子纠缠态结合,达到了实验的目的。在我们的实验中开发的方法将有各种应用,例如在量子秘密共享和基于测量的量子计算。
2004-02-15 quant-ph
Quantum secure direct communication based on supervised teleportation
我们提出了一个量子安全直接通信(QSDC)方案作为建议的监督安全纠缠共享协议的扩展。首先简要回顾了有监督的纠缠共享协议--“武汉”协议[Y。Li和Y. Liu,arXiv:0709.1449v2],我们主要研究了它在QSDC任务中的进一步扩展,在QSDC任务中,通信服务员Alice将秘密消息直接编码到一个二能级粒子序列上,然后利用先前的“武汉”协议获得的共享最大纠缠态将该序列忠实地传送给Bob。我们还评估了QSDC方案的安全性,其中引入了Alice和Bob进行的个人自我攻击-失控攻击(OCA),并证明了我们的方案对OCA的鲁棒性。
2007-11-19 quant-ph
Projection of two biphoton qutrits onto a maximally entangled state
贝尔态测量是将两个量子比特投射到一个最大纠缠态上,是量子信息科学的重要组成部分。提出并实验证明了两个三态量子系统到广义最大纠缠态的投影。每一个qutrit都由一对不可区分的光子(双光子)的偏振表示。投影是使用标准线性光学元件对两个双光子的联合测量。这一演示为实现量子隐形传态和纠缠交换等量子信息协议提供了可能。
2011-03-30 quant-ph
Teleportation of a Schrödinger's-Cat State via Satellite-based Quantum Communications
薛定谔猫态是由相干态的宏观叠加产生的,并且众所周知是量子信息处理协议的有用资源。为了将这种协议扩展到全球范围,我们研究了猫态通过低地球轨道卫星的连续变量(CV)隐形传态。过去的研究表明,猫态的量子特性可以保持CV隐形传态后,即使考虑到检测器的效率。然而,信道传输损耗没有被考虑。传统上,具有固定衰减的光纤被用作隐形传态信道。我们的结果表明,在这样的设置,猫态的量子特性丢失后,5dB的信道损耗。然后,我们研究地球和卫星之间的自由空间信道,其中的损失是由大气湍流引起的。对于小于500km的下行链路信道和30dB的损耗,我们发现,相对于固定衰减信道,隐形传输状态保持更高的保真度。这项工作的结果将是重要的部署在地球卫星信道的协议依赖于猫态量子比特。
2019-11-11 quant-ph
Deterministic quantum teleportation between distant superconducting chips
该研究通过64米长超低损耗电缆总线连接远距离超导芯片,利用飞行微波光子实现确定性量子态和纠缠门隐形传态,为分布式超导量子计算网络奠定基础。
2023-02-17 quant-ph
Benchmarking a Teleportation Protocol realized in Superconducting Circuits
量子态的隐形传态可以用于在量子通信中分配远距离量子比特之间的纠缠以及用于量子计算。在这里,我们展示了一个隐形传态协议的实施,单次测量步骤,超导量子位耦合到微波谐振器。使用全量子态层析成像和评估的纠缠见证,我们表明,该协议产生一个真正的三方纠缠态的所有三个量子比特。计算测量的密度矩阵到两个量子比特的基态上的投影允许我们重建隐形传态。对一组完整的输入状态重复这个过程,我们发现平均输出状态保真度为88%。
2011-07-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Brownian Motion of a Macroscopic Object in a General Environment
为了理解介观或宏观物体与一般环境相互作用的量子行为,如量子退相干、涨落、耗散、纠缠和隐形传态等,本文导出了一组精确的主方程,用于求解任意谱密度和温度的热浴中$N$相互作用谐振子的约化密度矩阵.我们感兴趣的两类问题,这些方程可以有效地应用于纳米机电振荡器的量子动力学和纠缠演化的多体宏观态,如量子叠加的镜子在高Q腔。为了解决宏观量子现象的一个关键概念问题,我们研究了在这些研究中经常隐含的假设有效的条件,即宏观物体在环境中的量子行为可以通过只处理其质心变量的动力学来准确地表示。我们也提到如何这些结果可以用来计算不确定原理管理一个宏观物体在有限的温度。
2007-08-07 quant-ph
A scheme for quantum teleportation between discrete and continuous encodings of an optical qubit
量子信息在不同性质的物理系统之间的传递是量子技术中的核心问题。特别具有挑战性的是各种谐振子系统的离散和连续自由度之间的转移。在这里,我们实现了一个协议,用于传送一个连续变量的光学量子比特,通过相干态编码,到一个离散变量,单轨量子比特-真空和单光子光学状态的叠加-通过混合纠缠资源。我们在不同相位的相干态上测试了我们的协议,并获得了保真度为$0.83\pm0.04$的量子比特。我们还发现,所得到的量子位的相位与输入的相位一致,与目标值的标准偏差为$3.8^\circ$。我们的工作开辟了广泛应用的量子信息处理技术,离散和连续变量编码在同一个光路相结合的方式。
2016-05-27 quant-ph
Bichromatic Quantum Teleportation of Weak Coherent Polarization States on a Metropolitan Fiber
Deutsche Telekom AG(德意志电信);Qunnect Inc(Qunnect公司);Institute for Photonic Quantum Systems (PhoQS), Center for Optoelectronics and Photonics Paderborn (CeOPP) and Department of Physics, Paderborn University(帕德博恩大学光电光子中心及物理系光子量子系统研究所);Orbit GmbH(Orbit有限责任公司)
利用城域光纤实现弱相干极化态的量子 teleportation,展示其在真实环境下的高保真度传输及与现有电信基础设施的兼容性。
2026-09-23 quant-ph
Revisiting maximal average fidelity of teleportation
对于任意各向同性分布的输入态和任意资源态,我们得到了标准量子隐形传态协议所对应的最大平均保真度.我们将这一结果扩展到一个家庭的冯诺依曼测量,其中包括预测到计算和贝尔的基础上,考虑贝尔对角资源状态。我们专注于三个特定的各向同性分布的输入状态:1)完全混合的输入状态,2)具有一定程度的(固定)纯度的状态,和3)准纯输入状态。我们证明了标准的量子隐形传态协议可以以比经典协议更高的平均保真度传送任意混合态,即使协议的资源是非纠缠态,具体地说,是可分离的Werner态.此外,我们发现在标准的隐形传态协议中,以经典量子态作为资源所获得的最大平均保真度也超过了经典保真度。为了建立在资源状态中的量子相关性的存在或不存在所发挥的作用,以及它们与Alice进行的冯诺依曼测量中存在的相关性的关系,我们详细分析了贝尔对角资源状态的情况,采用了一系列的单参数基础,其中包括贝尔和计算(非相关)基础。只有在Alice测量的基础完全不相关(计算基础)的情况下,最大平均保真度才不会超过任何资源状态的经典保真度。在所有其他情况下,最大平均保真度超过了经典的一个特定范围的参数描述的资源状态,证明了测量中存在的相关性的重要性。
2021-09-29 quant-ph
Macroscopic quantum entanglement in modulated optomechanics
力学系统中的量子纠缠不仅是宏观量子效应的一个重要特征,而且在量子技术中有着广泛的应用。本文提出了一种在调制光机械系统中两个直接耦合的机械振子(或一个机械振子和一个微波谐振子)之间产生强稳态纠缠的有效方法。这种纠缠是通过腔冷却和双模参量相互作用的结合来实现的,它可以超过双模参量相互作用的最大稳态纠缠的限制。原则上,我们的方案允许通过单色驱动激光将系统从初始热态冷却到高纯度的纠缠态。同时,所获得的纠缠态可以用来实现高保真度的连续变量隐形传态。此外,我们的建议是强大的对热起伏的机械模式下的强光泵浦的条件下。
2017-12-19 quant-ph
Ultrafast Long-Distance Quantum Communication with Static Linear Optics
我们提出了一个投影测量到编码贝尔态与静态网络的线性光学元件。通过增加量子纠错码的大小,可以同时使贝尔测量效率和光子损失容限任意高。作为一个主要的应用程序,我们表明,在大距离的通信速率类似于经典通信的全光量子通信是可能的,仅仅基于本地状态teleportations使用编码贝尔态的光源,固定阵列的分束器,和光子探测器。作为另一个应用,推广状态隐形传态到量子计算的门隐形传态,我们发现,为了实现普适性,必须牺牲固有的损失容忍度和最小量的前馈必须添加。
2016-11-04 quant-ph
Generation of a macroscopic entangled coherent state using quantum memories in circuit QED
$W$型纠缠态可以用作量子信道,例如,量子隐形传态、量子密集编码和量子密钥分发。在本工作中,我们提出了一种利用量子存储器在电路QED中产生宏观$W$型纠缠相干态的方法。这里考虑的存储器是氮空位中心系综(NVE),每个位于不同的腔中。该建议不需要最初在相干态而不是基态中制备每个NVE,这将显著降低其实验难度。在大部分工作时间内,每个腔保持真空状态,从而极大地抑制了由腔衰减引起的退相干和不需要的腔间串扰。此外,只需要一个外腔耦合器量子比特。该方法具有较强的通用性,可用于产生分布在不同腔中的原子系综或其他自旋系综的$W$态。
2016-03-12 quant-ph
Distant Entanglement of Macroscopic Gas Samples
在大多数量子信息协议中,一个主要的组成部分是两个纠缠系统的可靠来源。这种系统在几年前就已经在实验中产生了,但直到最近几年才被证明是原子系统。然而,这些方法都不涉及位于不同环境中的两个原子系统。这对于在任意距离上产生纠缠是必要的,这是许多量子信息协议(如原子隐形传态)所必需的。我们提出了一个实验实现这种遥远的纠缠的基础上,修改的宏观气体样品的纠缠包含约10^11铯原子之前所显示的我们的小组。纠缠是通过原子样品与光脉冲之间的非共振克尔相互作用产生的。实现的纠缠距离为0.35米,但可以任意缩放。因此,使用原子的宏观样本实现各种量子信息协议的可行性大大增加。我们还提出了一个理论模型的正则位置和动量算符X和P描述的纠缠产生和验证存在退相干机制。
2004-08-23 quant-ph
Experimental quantum teleportation of propagating microwaves
量子通信的现代领域蓬勃发展的承诺,提供有效和无条件安全的方式来交换信息,利用量子物理定律。这里,量子隐形传态作为允许使用量子纠缠和经典通信作为资源的未知量子态的无实体和安全传输的示例性协议而脱颖而出。与通信场景相关的量子隐形传态的实验可行性已经在各种物理环境中得到了证明。然而,到目前为止,在微波域中的量子隐形传态的类似实现还没有。与此同时,最近在超导电路量子计算方面的突破引发了对在微波频率下操作的空间分离的超导处理器之间的量子通信的需求。在这里,我们展示了一个确定性的量子隐形传态的相干微波态的实现,利用双模压缩和模拟前馈在宏观距离$d = 42\,$ cm。我们实现了量子隐形传态$F = 0.689 \pm 0.004$,超过了平均光子数为$n_\mathrm{d} = 1.1$的相干态的无克隆$F_\mathrm{nc} = 2/3$阈值。我们的研究结果提供了一个关键成分的基于传送的量子门的模块化量子计算与超导电路,并建立了坚实的基础,为未来的微波量子局域网。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Quantum Correlation Hierarchy and Teleportation in Dephased Hydrogen Hyperfine System
SRM Institute of Science and Technology(SRM理工学院)
研究氢超精细自旋系统在马尔可夫相位噪声下的量子关联动力学,发现纠缠最脆弱,平均转向相干性最鲁棒,且退相热态可用于量子隐形传态,其优势窗口与纠缠生存区间精确重合。
2026-06-11 quant-ph
Quantum teleportation between remote atomic-ensemble quantum memories
量子隐形传态和量子存储是实现大规模量子网络的两个关键技术。量子隐形传态利用现有的分布式纠缠作为“量子信道“,提供了一种有趣的手段,可以在远距离的位置之间忠实地传输量子态,而不需要物理载体的实际传输。量子存储器可以通过固定的物质系统控制快速飞行的光子量子比特的存储和检索,这对于实现大规模量子网络所需的可扩展性至关重要。结合这两种能力,在这里我们实现了两个远程原子系综量子存储节点之间的量子隐形传态,每个节点由1亿个铷原子组成,并通过150米的光纤连接。一个原子系综的自旋波态被映射到一个传播的光子,并与另一个与另一个系综的自旋波态纠缠的单光子进行贝尔态测量。双光子探测事件预示着成功的隐形传态,平均保真度为88(7)%。除了作为两个远程宏观物体之间的第一次隐形传态之外,我们的技术可能对量子网络中不同节点之间的量子信息传输和分布式量子计算有用。
2012-11-13 physics.atom-ph physics.pop-ph quant-ph
Quantum teleportation over a field-deployed hollow-core fibre network
University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学);Tianfu Jiangxi Laboratory(天府江西实验室)
研究利用成都现场部署的空芯光纤网络,在共传播经典流量下通过中间贝尔态测量实现量子隐形传态。该网络能保持光子量子比特长期不可区分性,拉曼噪声低,为量子网络建立经典数据兼容框架,提供通往量子互联网的新途径。
2026-07-29 quant-ph
Experimental long-lived entanglement of two macroscopic objects
纠缠被认为是量子力学最深刻的特征之一。由两个子系统组成的系统的纠缠态不能描述为两个子系统的量子态的乘积。在这个意义上,纠缠系统被认为是不可分的和非局域的。一般认为,纠缠主要表现在由少量微观粒子组成的系统中。在这里,我们用实验证明了两个物体的纠缠,每个物体由大约10^12个原子组成。纠缠是通过两个物体-更准确地说,是两个铯原子的气体样品-与光脉冲的相互作用产生的,光脉冲对样品的集体自旋进行非局域贝尔测量。纠缠自旋态可以维持0.5毫秒。除了基本的兴趣,这里展示的物质对象的鲁棒的,长寿命的纠缠有望在量子信息处理,包括物质的量子态的隐形传态和量子存储器中有用。
2001-07-19 quant-ph
Projecting onto any two-photon polarization state using linear optics
投影仪是操纵和探测量子系统的简单但强大的工具。例如,将两个量子比特系统投射到最大纠缠态上可以实现量子隐形传态。虽然这种投影仪已经被广泛研究,但部分纠缠测量在很大程度上被忽视,特别是在实验上,尽管它们在量子基础和量子信息中发挥着重要作用。在这里,我们提出了一种方法,将两个偏振光子投射到任何状态,只需一个实验装置。我们的方案不需要光学非线性或额外的光子。相反,纠缠操作由Hong-Ou-Mandel干涉和后选择提供。该方案的效率在50%到100%之间,取决于投影机。我们进行了实验演示和重建的运营商描述我们的测量使用探测器断层扫描。最后,我们通过在可分离态上执行部分纠缠投影,翻转了测量和状态在哈代测试中的通常作用。结果验证了纠缠的性质,我们的测量与六个标准偏差的信心。
2018-08-21 quant-ph
Devil's crevasse and macroscopic entanglement in two-component Bose-Einstein condensates
自旋相干态是光学相干态的物质等价物,其中大量的两组分粒子形成显示量子相干性的宏观态。本文详细研究了两个自旋为1/2的玻色-爱因斯坦凝聚体之间由于Sz 1-Sz 2相互作用而产生的纠缠。所产生的状态显示出非常丰富的结构,显示出分形特征。在大粒子数N的限制下,纠缠显示出强烈的依赖于纠缠门时间是π/4的有理数倍还是无理数倍。我们讨论了退相干下各种状态的鲁棒性,并表明,尽管大量的粒子在一个典型的BEC,在宏观尺度上的纠缠应该是可观察的,只要门时间小于hbar/J sqrt[N],其中J是有效的BEC-BEC耦合能量。这些态被预期用于各种量子信息应用,例如量子隐形传态和量子算法。
2013-05-22 physics.atom-ph quant-ph
Resonant Adiabatic Passage with Three Qubits
我们研究了绝热量子隐形传态的非绝热实现,发现通过共振可以达到完美的保真度。我们阐明了隐形传态的物理机制,为三个量子比特,通过映射到两个平行的和相互相干的绝热通道的动力学。通过转换到绝热框架中,我们用自旋为1/2的粒子的磁共振来解释这种共振。我们的结果建立了一个快速和鲁棒的方法来转移量子态,并提出了一种替代路线向高精度量子门。
2012-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Teleportation for Control of Dynamic Systems and Autonomy
提出了量子隐形传态在经典动力学系统控制和自治中的应用。量子隐形传态是一种本质上的量子现象,1993年首次提出通过经典信道和Einstein-Podolsky-Rosen信道传送未知的量子态。在本文中,我们认为,在这项研究中,第一次将这种量子技术应用于自主移动经典平台的控制和自主的可能性。首先,回顾了量子纠缠和量子密码学如何可以集成到宏观力学系统的控制和自治的应用,以及如何量子隐形传态概念可以应用到经典域。在量子隐形传态中,一对偏振相关的纠缠光子被产生并发送到两个自主平台,我们称之为Alice机器人和Bob机器人。爱丽丝已经得到了一个量子系统,即一个光子,在一个未知的状态下准备,除了接收纠缠光子。Alice测量她的纠缠光子的状态和她的未知状态,并通过经典信道将信息发送给Bob。虽然Alice的初始未知态在测量纠缠光子态的过程中(由于量子不可克隆现象)被坍缩,Bob可以通过应用幺正算符来构造Alice态的精确副本。本文和以前的研究混合经典-量子能力在动力系统控制中的应用,旨在促进量子能力的采用及其在经典领域的优势,特别是在自治经典系统的自治和控制方面。
2020-12-19 cs.SY eess.SY quant-ph
Quantum Gravity in the Lab: Teleportation by Size and Traversable Wormholes
本文提出可在桌面实验实现的全息隐形传态协议,用算子尺寸增长与尺寸缠绕解释可穿越虫洞机制,并给出Rydberg原子阵列和囚禁离子实现方案。
2021-02-01 hep-th quant-ph
Macroscopic Quantum Mechanics: Theory and Experimental Concepts of Optomechanics
最近,实验的快速进展使得可以利用光将宏观力学物体制备成近乎纯的量子态。量子光学力学的这一研究领域为测试量子力学打开了新的大门,并可能在新的制度下测试其他物理定律。在本文的第一部分,我将回顾一套经常被用来分析量子光学机械系统的量子测量理论技术。其中一些技术最初是为了分析经典驱动力如何通过量子系统,并最终以最佳的信噪比被检测到--而另一些技术则更多地关注机械物体在连续监测下的量子态演化。在本文的第二部分,我将回顾一组实验概念,将展示宏观物体的量子力学行为-量子纠缠,量子隐形传态,和量子芝诺效应。以引力和量子力学之间的相互作用为例,我将回顾一组关于如何将量子力学修改为宏观物体的推测,以及这些推测-及其推广-如何通过光学力学进行检验。
2013-02-08 gr-qc quant-ph
Macroscopic quantum electrodynamics theory of resonance energy transfer involving chiral molecules
手性分子之间的共振能量转移可用于区分不同的对映异构体。手性分子间的转移速率由非歧视性和歧视性两部分组成。我们在宏观量子电动力学的框架下推导出这两种速率贡献。我们表明,他们的比例通常是较大的延迟制度或远区的大分离距离,歧视的程度可以修改时,考虑周围的介质。我们强调的重要性,局部场效应的歧视程度和预测一般相同的手性分子的最佳电介质的歧视。我们应用我们的研究结果3-甲基环戊酮,并表明,异国情调的媒体,甚至可以逆转歧视的影响。
2022-09-30 quant-ph
Macroscopic quantum correlation in a delayed-choice quantum eraser scheme
量子纠缠被认为是量子力学的一个独特特性,这是经典物理学无法获得的。最近,一个相干解释已进行延迟选择量子擦除器使用相干光子对,相位锁定对称频率失谐对光子之间的选择性测量引起的非局域关联起着至关重要的作用。在这里,一个宏观版本的非局域相关性提出了使用正交偏振光场在连续波量子擦除计划中的马赫-曾德尔干涉仪(MZI)。每个MZI输出场到旋转偏振器上的所得偏振投影满足因果关系的违反。基于这种宏观量子擦除器,如果通过低通滤波器选择性地测量两个投影输出场之间的强度乘积以阻挡它们之间的拍频信号,则两个投影输出场之间的强度乘积满足不可分离的联合参数关系。
2022-11-20 quant-ph
Quantum Mechanics and Reality
我们首先讨论“存在什么?“,即本体论,在经典物理学中提供了对宏观层面物理现象的描述。然而,微观世界需要引入量子思想来理解它。几乎可以肯定,世界在微观和宏观层次上都是量子力学的。量子世界的本体论问题是一个难题。这也取决于使用哪种解释。我们首先讨论一些解释,其中量子力学不提供一个完整的框架,但必须补充额外的成分,例如(一)哥本哈根组的解释与尼尔斯玻尔,海森堡,冯诺依曼的名字,(二)德布罗意玻姆解释。然后,我们看一些解释,其中量子力学是应该提供整个框架,如(i)埃弗雷特-德威特许多世界,(ii)量子历史的解释。最后,我们对量子力学的形式主义的刚性作了一些评论,这与它的本体论流动性形成了鲜明的对比。
2004-12-20 quant-ph
Quantum mechanics and Leggett's principles of macroscopic realism
基于我们最近提出的一维完全散射模型,我们认为莱格特的宏观实在论原理必须而且能够扩展到单电子和单原子的水平上。这些原理需要在量子力学(QM)中进行三个相当可行的创新:(1)在概念水平上,QM必须将一个纯含时单粒子态处理为一个纯{ \it组合}态--一个纯{\it基本}态之间的中间环节(2)在数学层面上,量子力学必须将纯含时的组合态表示为宏观上不同的基元态的相干叠加(MDES);(3)在实验水平上,QM必须为这种状态提供两种测量方法--用于观察由MDES的联合作用产生的干涉图样的测量方法,以及用于扫描MDES的单独属性的非破坏性“哪一方向”测量方法。
2007-03-23 quant-ph
Quantum Simulation of Energy Bifurcation and Z_2-Symmetry Restoration in Macroscopic Quantum Tunneling
Kyushu University(九州大学)
本文通过量子拉比模型模拟宏观量子隧穿中的瞬子效应,展示了能量分岔与自发对称性破缺,并揭示了瞬子贡献如何恢复对称性。
2026-06-08 quant-ph