Information-capacity description of spin-chain correlations
在多并行使用的情况下可实现的信息容量被用来表征未调制的自旋链中的量子关联。通过研究量子比特振幅阻尼通道，计算了具有铁磁海森堡相互作用的自旋链的量子容量$Q$、纠缠辅助容量$C_E$和经典容量$C_1$.
2005-02-14 cond-mat.other quant-ph
Pretty good state transfer of entangled states through quantum spin chains
具有均匀耦合的XX模型代表了自旋链中量子态转移的最自然的选择。考虑到在这个模型中，单量子比特状态不能以完美的保真度进行转移，最近引入了相当好的状态转移的概念，作为对保真度限制的放松。本文研究了多量子比特纠缠态和非纠缠态通过未调制自旋链的转移，证明了任何多粒子态都有可能实现较好的转移。这大大推广了以前关于单量子比特状态转移的结果，并为使用均匀耦合的自旋链作为量子信道来转移任意维度的状态开辟了道路。我们的研究结果可以用现有的技术进行测试。
2014-12-03 quant-ph
Exploiting boundary states of imperfect spin chains for high-fidelity state transfer
研究了量子态通过具有静态缺陷的XX自旋链的转移。我们结合了两种标准的状态转移方法，其基础是（i）整个自旋链中相邻自旋之间的调制耦合和（ii）最外层自旋与未调制自旋链的弱耦合。结合的方法使我们能够设计自旋链调制耦合和本地化的边界状态，允许高保真度的状态转移的耦合的随机静态缺陷的存在下。调制耦合显式地获得从一个精确的算法，使用三对角矩阵和正交多项式[线性代数]之间的密切关系。21，245（1978）]。实现的算法和图形用户界面，用于构建自旋链与边界状态（spinGUIn）提供作为补充材料。
2012-02-14 quant-ph
Quantum state transfer via temporal kicking of information
我们提出了一种基于使用系数显式依赖于时间的未调制耦合汉密尔顿的自旋链中完美状态转移策略。我们表明，如果特定的和非苛刻的条件是满足耦合强度的时间行为，我们的模型允许完美的状态转移。我们的建议所提出的范例有希望为使用巧妙的编码和耦合强度工程来实现完美的状态转移设定一个替代标准。
2010-02-23 quant-ph
Entanglement and Quantum Information Transfer in Arrays of Interacting Quantum Systems
本论文研究了成功的量子计算的一些更基本的要求，即以最大效率传输量子信息的能力，以及纠缠的产生。我特别关注中子纠缠，表明两个或更多个不同的中子的自旋可以通过各向同性介质的前向散射来测量纠缠。本文还讨论了散射实验中时间的解释。我提出了一个简单的处理海森堡S矩阵的基础上，从它出现在某些情况下，量子力学的时间参数出现在有效的时间演化算子的自旋系统有一个直观的物理解释。论文的最后一部分研究了永久耦合偶极系统阵列中的量子信息传输。结果表明，具有偶极耦合的自旋链提供了高保真度的长距离状态传输，但在未调制的链的传输时间是不可行的长。可能的优化方法进行了讨论，最后在这一领域的最新成果的审查。
2009-09-03 quant-ph
Parrondo-type enhancement of quantum-state transfer in spin chains
Universidade do Estado de Santa Catarina（圣卡塔琳娜州立大学）
本文研究了在有限XX自旋链中，通过周期性切换两个具有不同边界耦合的哈密顿量，提升单量子比特和贝尔态传输保真度的方法，揭示了非交换驱动哈密顿量带来的纯相干干涉效应。
2026-08-14 quant-ph
Long quantum channels for high-quality entanglement transfer
高质量的量子态和纠缠转移可以在弹道机制下运行的未调制自旋总线中实现，这发生在端点量子位A和B通过与链内交换相当的交换相互作用$j_0$耦合到链时。实际上，表征传输质量的转变幅度对于有限的最佳值$j_0^{opt}(N)$表现出最大值，其中$N$是信道长度。我们表明，$j_0^{opt}(N)$规模为$N^{-1/6}$大$N$，它确保了高质量的纠缠传输，即使在任意长的信道的限制，几乎独立的信道初始化。例如，对于任何链长，平均量子态传输保真度都超过90%。我们强调，采取相反的观点，应$j_0$实验约束，高质量的传输仍然可以通过调整信道长度，以其最佳值。
2011-05-30 quant-ph
Quantum communication beyond the localization length in disordered spin chains
研究了局域化对自旋链中量子态转移的影响。我们展示了如何使用量子纠错和多个并行自旋链在任意距离上发送具有高保真度的量子比特;特别是远大于链的本地化长度的距离。
2008-01-31 quant-ph
Quantum communication in the spin chain with multiplespin exchange interaction
研究了具有三自旋交换作用的各向异性海森堡XXZ链模型中量子态的传输。平均保真度被用来评估状态转移。研究发现，各向异性耦合和多自旋相互作用可以增强量子通信。这种自旋模型可以减少保真度为1的理想态传输所需的时间。最大纠缠Bell态可以从整个量子系统中产生并分离出来。
2012-08-08 quant-ph
Thermal effects on quantum communication through spin chains
我们研究了最近提出的一个通过量子自旋链传输未知量子态的方案中热涨落的影响。我们发展了一般自旋链的低温展开式。然后，我们应用这种形式主义，研究确切的热效应的短自旋链的四个自旋。我们表明，最佳的输出状态提取时间几乎是独立的温度，降低了信道的保真度。此外，我们还发现反铁磁链中的热效应比铁磁链中的小。
2005-02-13 quant-ph
Duplex quantum communication through a spin chain
量子计算机内的数据复用可以允许通过共享介质同时传输多个信息流，从而最小化必要数据传输所需的信道数量。在这里，我们研究了一个双向量子通信协议，使用自旋链放置在外部磁场。在我们的方案中，Alice和Bob分别扮演发送者和接收者的角色，作为两个状态cos（θ1/2）|0> + sin（θ1/2）exp（i <$1）|1>，cos（θ2/2）|0> + sin（θ2/2）exp（i <$2）|1>通过一个通道同时传输。我们发现，在自旋链的每一端的传输保真度通常可以通过第二方的存在而增强。这对于通过自旋链网络建立双工量子通信的可行性是一个重要的结果。
2011-06-17 quant-ph
Two-channel spin-chain communication line and simple quantum gates
我们考虑在一个单量子位接收器中通过不同的通道连接到两个双量子位接收器中的混合态的远程创建。{假设通道是具有最近邻相互作用的自旋（量子位）链，没有施加外部场。}对于接收器相对于两个端点不对称定位的通信线路（不对称通信线路），考虑了在两个端点之间共享接收器状态空间的可创建区域的问题。基于对称通信线构造了一个实现简单功能的量子寄存器实例。在该设置中，两个接收器的初始状态分别用作输入和控制信号，而接收器在适当时刻的状态被认为是输出信号。
2017-06-07 quant-ph
Quantum communication through anisotropic Heisenberg XY spin chains
研究了在横向磁场中通过各向异性海森堡XY链进行的量子通信。我们发现，对于一段时间的$t$和各向异性参数$γ$，可以转移一个状态具有相对较高的保真度。在强场区，各向异性对保真度的影响并不显著，而在弱场区，各向异性的影响非常显著。最有趣的情况是中间状态，其中保真度随时间的振荡较低，高保真度峰相对较宽。原则上，这将允许在现实环境中进行量子通信。此外，我们计算了纯度，或缠结，作为衡量一个自旋和链中所有其他自旋之间的纠缠，并发现各向异性和交换相互作用越强，在给定的时间内产生的纠缠越多。
2008-12-04 quant-ph
Efficient computation of the waiting time and fidelity in quantum repeater chains
量子通信实现了一系列经典通信手段无法实现的应用，可证明安全的通信就是其中一个主要例子。量子通信方案通过直接通信可以覆盖的距离从根本上受到通信信道上的损耗的限制。通过量子中继器，这些方案的范围可以扩展，量子中继器链原则上可以覆盖任意长的距离。在这项工作中，我们提供了两个有效的算法来确定量子中继链的端节点之间的第一个生成的纠缠对的生成时间和保真度。该算法的运行时间随着链的段数的增加而多项式增加，这改进了现有算法的指数运行时间。我们的第一个算法是概率的，可以分析包括中间纠缠蒸馏的中继器链协议的改进版本。我们的第二个算法计算的等待时间分布到一个预先指定的截断时间，具有更快的运行时间比第一个，而且是准确的机器精度。使用我们的原理验证实现，我们能够分析中继器链的数千段的一些参数制度。因此，这些算法可以作为分析未来量子互联网的大型量子中继器链协议和拓扑结构的有用工具。
2019-12-16 quant-ph
Communication at the quantum speed limit along a spin chain
自旋链一直被认为是量子信道的候选者，以促进量子通信。我们考虑了单激发沿自旋为1/2的海森堡型相互作用链的转移。我们建立在Balachandran和Gong [1]的工作基础上，并表明通过将最优控制应用于外部抛物型磁场，可以将传播速率急剧增加两个数量级。特别是，我们表明，理论上的最大传播速率可以达到，其中的激励的传播采取的形式的分散波。我们的结论是，最优控制不仅是一个有用的工具，为实验应用，但也为理论探讨的物理极限和动力学的多体量子系统。
2010-04-20 quant-ph
Optimal quantum chain communication by end gates
固态量子计算的可扩展性依赖于量子比特与宏观世界的连接能力。量子链可以用作量子线，以保持外部控制区域的距离。然而，即使在没有外部噪声的情况下，它们的传输保真度也太低，无法确保可靠的连接。我们提出了一种通过最小限度地使用可用资源来优化保真度的方法，包括在链的末端应用合适的双量子比特门序列。我们的计划还允许在第一个激发扇区以及冷却的状态的准备。
2007-05-23 quant-ph
Quantum communication via a continuously monitored dual spin chain
我们分析了最近的协议，通过双自旋链的量子态的传输[Burgarth和Bose，物理修订版A 71，052315（2005）]的约束下，接收机的测量强度是有限的。也就是说，我们考虑的信道中的理想，瞬时和完整的冯诺依曼测量被替换为一个更现实的连续测量。我们表明，为了获得最佳性能的测量强度必须“调谐”到通道自旋-自旋耦合，一旦这样做，就能够实现与理想测量获得的传输率类似的传输率。因此，自旋链协议在测量约束下保持有效。
2007-02-04 quant-ph
Spin Chain Quantum Communication on a Trapped-Ion Processor
Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）
研究远距离量子比特高效通信问题，利用囚禁离子量子处理器数字模拟自旋哈密顿量实现工程化量子通信协议，结合模拟与实验提升量子态转移保真度，实现并行Trotter分解，推动基于哈密顿量的量子通信走向实用。
2026-07-15 quant-ph
Developing a photon-number-resolving detection chain for quantum communication protocols involving mesoscopic states of light
University of Insubria（因苏布里亚大学）；Nuclear Instruments SRL（核仪器有限公司）
本文研究了基于硅光电倍增管和14位1Gs/s数字采集系统的光子数分辨检测链，通过测试三种Hamamatsu制造的SiPM模型，系统研究了像素间距、堆叠效应和光子检测效率对检测性能的影响。
2026-09-07 quant-ph
Quantum Communication in Spin Systems With Long-Range Interactions
我们计算了通过磁偶极相互作用耦合的半无限和有限自旋链上的远距离站点之间的单个量子比特传输的保真度。我们表明，这样的系统往往比他们的海森堡最近邻耦合同行更好地执行，并紧密接近统一的系统可以达到有限链的两端之间没有任何特殊的工程系统，虽然状态转移变得缓慢的长链。我们讨论了可能的优化方法，并发现，对于任何长度，在几乎均匀的4个自旋链中获得通信质量和速度之间的最佳折衷。
2007-11-29 quant-ph
Exploiting Quench Dynamics in Spin Chains for Distant Entanglement and Quantum Communication
我们提出了一种方法，纠缠显着的远端自旋链使用最小的控制。如果晶格具有最近邻XXZ相互作用，则这种远距离单个自旋之间的纠缠仅通过利用具有Neel阶的初始混合态的动力学来实现。不需要控制单个自旋，也不需要设计耦合或全局脉冲。该方法只需要一个初始的非绝热开关（淬火）之间的两个哈密尔顿其次是第二哈密尔顿的演变。该计划是强大的随机性的耦合以及有限的适当的淬火，并可能在各种实验装置中实施，从原子在光晶格约瑟夫森结阵列。
2009-07-13 quant-ph
Improved Direct Counterfactual Quantum Communication
最近，人们利用链式量子芝诺效应提出了一种新的直接反事实量子通信协议。我们发现，由于“链式”的副作用，导致Alice和Bob之间的等效光学距离急剧增加，该协议在实际信道中还远未得到广泛应用。因此，不仅单个比特的传输时间成倍增加，而且协议对噪声更加敏感。在此，我们提出了一种改进的协议，在该协议中，量子干涉被用来破坏由“链式”效应引起的嵌套结构。此外，我们证明了一个更好的反事实是更容易实现，并表明我们的协议优于前者在噪声的存在。
2015-05-05 quant-ph
Designing a Spin Channel for Perfect Quantum Communication
我们提出了一个利用具有固定对称性相互作用的自旋链作为理想量子通信通道的方案。理想的量子通信是由本征值组成的特殊算术级数决定的，具体的相互作用参数$J_i$是整数和理想传输时间$t_p$的函数。对于完美的传输，有无限的$J_i$选择，并且可以根据$t_p$的要求来设计信道。该方案为今后的量子通信实验提供了更多的自旋链选择。
2007-08-27 quant-ph
Quantum state transfer through a spin chain in a multi-excitation subspace
研究了多激发子空间中均匀耦合反铁磁自旋链的量子态转移性质。使用多激发通道的状态转移的保真度被发现比较好的通信协议的基础上的基态的自旋链与铁磁相互作用。我们的数值结果支持的猜想，通过多激发子空间的状态转移的保真度只取决于链中存在的初始激发的数量，是独立的激发排序。基于这些结果，我们描述了一个通信方案，需要很少的努力准备。
2012-08-28 quant-ph
Communication Through a Quantum Link
相互作用的自旋链的行为就像量子中介（量子链路），它允许控制链末端的两个遥远的方交换量子消息。我们发现，在不重置量子链路的研究的情况下，过度重复使用可以连接到具有有限维环境的相关量子信道（有限存储量子信道）。然后，使用这种信道的编码参数和混合信道的结果，我们提出了一个协议，使我们能够通过量子链路实现完美的信息传输。
2008-10-01 quant-ph
Entanglement Swapping Scheduling for Quantum Repeater Chains under Decoherence during Classical Communications
Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）
本研究开发分析模型，揭示量子中继链中中继器数量增加与退相干影响间的权衡，发现存在最优中继器数量，为未来量子网络设计提供指导。
2026-10-07 quant-ph
Efficient optimization of cut-offs in quantum repeater chains
量子通信可以实现传统资源无法实现的任务。然而，在许多相关场景中，通信信道上的损耗妨碍了量子信息的直接长距离传输。原则上，量子中继器允许人们克服损失。然而，现实的硬件参数使得长距离量子通信在实践中面临挑战。例如，在许多协议中，生成的纠缠对需要在量子存储器中等待，直到生成额外的对。在此等待时间期间，第一对散聚，影响最终产生的纠缠的质量。这种影响可以通过施加一个截止条件来减轻，但代价是降低税率。例如，纠缠的最大存储时间，超过该时间后将被丢弃。在这项工作中，我们优化了量子中继器链的截止值。首先，我们开发了一个算法，用于计算的概率分布的等待时间和保真度的纠缠产生的中继器链协议，其中包括一个截止。然后，我们使用该算法来优化截止，以最大限度地提高中继器链的端节点之间的密钥速率。我们发现，使用的最佳截止扩展的参数制度，可以生成的秘密密钥，而且显着增加了大范围的参数的秘密密钥率。
2021-06-04 quant-ph
Spin chains with electrons in Penning traps
我们证明了自旋链是实验上可行的，使用电子限制在微潘宁陷阱，补充局部磁场梯度。由此产生的海森堡类系统的特点是耦合强度显示偶极衰减。这些自旋链可以用作短距离量子通信的通道。我们的方案提供了高精度的再现一个有效的自旋链与相对较大的传输率。
2007-03-22 quant-ph
Remote quantum gates mediated by spin chains
自旋链在量子态传输和通信中的应用是近年来的研究热点。在这里，我们证明了自旋链建立完美的量子态转移可以用来产生远程量子门之间的自旋量子比特注入链的两端。系统跨不同激发数扇区的自然演化在注入的量子位之间产生最大纠缠和通用门，与链的长度无关。
2010-03-09 quant-ph
Teleportation via thermally entangled state of a two-qubit Heisenberg XX chain
我们发现，利用两量子比特海森堡XX链的热纠缠态作为资源，可以实现比任何经典通信协议更好的保真度的量子隐形传态。然而，具有更大量的热纠缠的热状态不一定产生更好的保真度。它取决于两量子比特海森堡XX模型的谱中可分态和最大纠缠态之间的混合量。
2002-05-03 quant-ph
Optimal remote restoring of quantum states in communication lines via local magnetic field
本文研究自旋链量子通信中量子态的远程恢复问题，提出利用非均匀磁场和阶跃式时间依赖拉莫尔频率的协议，并通过两种近似模型优化恢复参数以最大化不同链长下的恢复系数。
2024-01-17 quant-ph
Quantum Energy Teleportation in Spin Chain Systems
我们提出了一个量子能量隐形传态协议，该协议仅通过局域操作和经典通信将自旋链中的能量传输到远距离站点。通过利用基态纠缠和负能量密度区域的概念，能量被传送而不违反任何物理定律，包括因果关系和本地能量守恒。由于该协议传输的不是受激的物理实体而是经典信息，因此传输过程中的能量耗散率有望得到很大的抑制。
2008-12-22 quant-ph
Entanglement generation and perfect state transfer in ferromagnetic qubit chains
我们建议使用铁磁系统的纠缠产生和分配，以及量子比特链中遥远各方之间的完美状态转移。该方案依赖于一个有效的2-qubit动力学，通过在均匀填充的链中留下两个空位来实现。这使得远程相互作用量子比特链可以作为量子信道，以最佳性能完成这两项任务。值得注意的是，发送端和接收端之间的纠缠与传输距离和系统大小无关。这一特性为利用量子比特链进行中短程量子通信开辟了新的前景。
2010-07-26 quant-ph
Efficient and perfect state transfer in quantum chains
我们提出了一个永久耦合量子比特链的通信协议，该协议实现了完美的量子态传输，并且对于该方案中使用的数量链是有效的。该系统由$M$非耦合全同量子链组成。本地控制（门，测量）只允许在链的发送/接收端。在一个相当普遍的假设下，量子位的相互作用哈密顿量的定理证明，这表明接收器能够渐近恢复的消息，通过重复监测他的量子位。
2005-07-22 quant-ph
Heisenberg chains cannot mirror a state
量子信息的忠实交换在未来可能成为许多计算算法的关键部分。一些作者建议使用相互耦合的自旋链作为量子通信的通道。人们可以将这些建议分为辅助协议组，这需要用户的一些额外的操作，和自然的，基于状态镜像的概念。我们证明了镜像从根本上说不是海森堡相互作用耦合的自旋-1/2的特征链，但没有局域磁场。这一事实在自然状态转移方面具有某些后果。
2008-11-27 quant-ph
Protocol for direct counterfactual quantum communication
在物理学中，长期以来一直假设，要使信息在空无一物的空间中的两方“爱丽丝”和“鲍勃”之间传播，物理粒子必须在他们之间传播。在这里，使用“链式”量子芝诺效应，我们展示了在理想的渐近极限下，信息可以在Alice和Bob之间传输，而没有任何物理粒子在它们之间移动。
2013-04-24 quant-ph
Reducing classical communication costs in multiplexed quantum repeaters using hardware-aware quasi-local policies
针对多路复用量子中继器链，本文提出硬件感知的准局部决策策略，以较低经典通信成本提升性能，并结合实验与两类存储器平台仿真验证其可行性。
2025-05-12 quant-ph
Interactive Leakage Chain Rule for Quantum Min-entropy
量子最小熵的泄漏链规则量化了当一方获得关于信息源的额外泄漏时最小熵的变化。在这里，我们提供了一个交互式的版本，量化的变化之间的最小熵的两方，谁共享一个初始的经典量子态，并允许运行一个两方协议。作为一个应用，我们证明了新版本的经典信息的量子通信的复杂性的下界。
2018-10-25 quant-ph
Dynamical entanglement purification using chains of atoms and optical cavities
在腔QED的框架下，我们提出了一个利用耦合到高精细度光腔中的短原子链来动态纯化二体纠缠态的实用方案。与传统的纠缠纯化协议相比，我们避免了CNOT门，从而减少了复杂的脉冲序列和多余的量子比特操作。我们的相互作用方案以确定性的方式工作，并与纠缠分布和交换一起，为长距离量子通信的高效量子中继器开辟了一条道路。
2015-04-29 quant-ph
Practical long-distance quantum communication using concatenated entanglement swapping
我们构建了一个长距离量子通信理论，该理论基于通过长度为~ $L=Nl$的$N$基本交换段的线性链共享纠缠，其中$l$是每个基本交换设置的长度。纠缠交换是通过线性光学，光子计数和后选择，我们包括由于多光子源，传输损耗和检测器效率低下和暗计数的影响。具体地说，我们计算了链两端的两方共享的四模态，并推导出这种状态的双光子符合率，从而得到这种长程纠缠态的可见性。该表达式是一个嵌套的总和，每个总和从零到无限的光子，我们解决的情况下$N=2$完全理想的情况下（零暗计数，单位效率探测器和无传输损耗）和数值$N=2$在非理想的情况下，截断在$n_\text{max}=3$光子在每个模式。对于一般情况下，我们表明，计算复杂性的数值解是$n_\text{max}^{12N}$。
2013-05-16 quant-ph
Knitting distributed cluster state ladders with spin chains
自旋链在量子态传输和通信中的应用是近年来的研究热点。在这里，我们讨论利用自旋链（为完美的量子态转移而设置）编织分布式簇态结构，在链的末端重复注入和提取的自旋量子位之间。团簇态是由系统在不同激发数扇区的自然演化而产生的。我们讨论了在注入和提取过程中的错误，以及制造和随机误差的影响的消肩效应。
2011-08-19 quant-ph
Simultaneous multiple-users quantum communication across a spin chain channel
在量子计算机的不同寄存器之间传输量子态时，自旋链的时间演化被广泛研究。然而，在大多数这些协议中，每次只有一对发送器-接收器可以共享信道。这显著地限制了许多用户的网络中的通信速率，因为他们只能顺序地通过他们的公共数据总线而不是全部同时通信。在这里，我们提出了一个协议，其中多个用户可以同时共享自旋链通道，而不会有不同的当事人之间的串扰。这是通过适当地调整哈密顿量的局部参数来实现的，以经由系统的一组不同的能量本征态来调解每对用户之间的有效相互作用。我们介绍了三种不同层次的哈密顿调谐策略，每一种都可能适用于不同的物理平台。所有这三种策略都提供了非常高的传输可靠性，串扰非常小。我们特别表明，我们的协议可以在实验上实现目前可用的超导量子模拟器。
2020-07-17 cond-mat.str-el quant-ph
Direct counterfactual quantum communication protocol beyond single photon source
双链马赫-曾德尔干涉仪的直接反事实量子通信协议需要单光子输入。在这里，我们表明，即使与多光子光源，包括一个强相干光源作为输入，反事实的通信可以实现与成功概率接近统一的理想渐近极限。多光子的路径演化是非局域控制的。因此，在公共传输信道中不出现任何光子或任何其它辅助信息载体的情况下传输信息。该效应是量子的，因为量子测量是该协议的基本要求。此外，提出了一种改进的方案，其中的干涉仪的数量减少。
2022-08-08 quant-ph
Multi-photon quantum communication in quantum networks
提出并分析了耦合谐振腔量子网络中多光子态相干传输协议。在两个对极之间的多光子交换门可以不用外部调制或耦合强度工程来实现。此外，我们将此结果推广到具有不同耦合强度的任意长度的耦合谐振器链。研究了在热平衡状态下，真空量子涨落和熔池热激发对量子非破坏相互作用的退相干效应的影响。这些观测有助于理解量子耦合腔系统中退相干对量子通信的影响。
2015-03-17 quant-ph
Measurement induced dynamics for spin chain quantum communication and its application for optical lattices
我们提出了一个在反铁磁自旋链上进行量子态转移和远程态制备的方案。该机制利用了强关联多体系统基态的固有纠缠，而这种纠缠是自然存在的。系统的均匀哈密顿量不需要任何工程，并且在整个过程中保持不变，而单个量子比特测量随后是单个量子比特旋转，用于编码和诱导系统中的动力学。事实上，这是受到最近在光晶格实验中观察自旋波的进展的启发，在这些实验中，哈密顿量的操纵是困难的，而局部旋转和测量已经变得可行。对于长度为$~50$的链，可达到的平均保真度保持在经典阈值以上，并且系统对各种缺陷源显示出非常好的鲁棒性。
2014-07-29 cond-mat.str-el quant-ph
Enhancing fidelity in teleportation of a two-qubit state via a quantum communication channel formed by spin-1/2 Ising-Heisenberg trimer chains due to a magnetic field
研究提出以自旋1/2 Ising-Heisenberg三聚体链构建Heisenberg二聚体量子信道，证明磁场诱导相变可显著提升双量子比特纠缠态隐形传态保真度。
2024-12-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Conclusive and arbitrarily perfect quantum state transfer using parallel spin chain channels
我们提出了一个通过自旋链通道实现量子通信的协议。通过将双轨编码与仅在接收端的测量相结合，我们可以最终获得完美的状态转移，其成功概率可以任意接近1。作为这样的振幅延迟通道的一个例子，我们展示了如何两个平行的海森堡自旋链可以被用作量子线。在N个自旋为1/2的粒子的海森堡链中，可以在N ^1.7量级的时间尺度内实现失败概率低于P的完美态转移。|ln（P）|.我们证明，我们的计划是更强大的退相干和非最佳的定时比任何计划使用单自旋链。
2005-02-21 quant-ph
Advantages of Global Entanglement-Distillation Policies in Quantum Repeater Chains
本研究通过模拟等距量子中继器链，比较局部与全局确定性纠缠蒸馏策略，发现全局策略在通信速率上始终更优，尤其在大型链中显著提升密钥率，表明局部决策可能非最优。
2025-10-08 cs.NI quant-ph
Rabi oscillations of solitons in spin-chains: a new route to quantum computation and communication
我们首次证明了各向同性海森堡链（简单反铁磁-Néel或自旋-Peierls）中平移对称性的局域破缺所钉扎的自旋孤子的相干性和Rabi振荡，证明了这些由数百个耦合自旋组成的关联自旋系统具有总自旋S=1/2，并且可以作为单个自旋来操纵.这显然与所有已知的自旋量子比特相反，自旋量子比特是顺磁中心，高度稀释以防止退相干。这些结果为自旋量子比特提供了一种替代方法，为实现新型量子计算机铺平了道路。
2014-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Parallel entangling gate operations and two-way quantum communication in spin chains
量子线路的功率是通过在系统的相干时间内可以执行的两量子比特纠缠门的数量来确定的。在没有并行量子门操作的情况下，这将使量子模拟器仅限于浅电路。在这里，我们提出了一个协议，并行化的多个用户之间的空间分离的两个量子比特纠缠门的实现，并使用一个共同共享的自旋链数据总线。我们的协议通过诱导每对量子比特之间的有效相互作用而不干扰其他量子比特，因此，它在不产生串扰的情况下提高了门操作的速率。这是通过适当地调整哈密顿参数来实现的，以两种不同策略的形式描述。参数的调整使得不同的双定域本征态负责实现不同对远距离量子比特之间的纠缠门。值得注意的是，我们的协议的性能是强大的，对增加数据总线的长度和用户的数量。此外，我们表明，该协议可以容忍各种类型的障碍，并适用于基于超导体的系统的背景下。该协议可用于实现双向量子通信。
2021-05-25 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Communication through Spin Chain Dynamics: an Introductory Overview
我们提出了一个介绍性的概述，使用自旋链量子线，最近已发展成为一个话题的生动的兴趣。主要的动机是在不诉诸光学的情况下连接量子寄存器。自旋链是永久耦合的一维自旋系统。当把一个量子态放在它的一端时，如果自旋通过交换相互作用耦合，那么这个态将以一定的效率动态地传输到另一端。为此目的，不需要在链条的主体上进行外部调制或测量，除非可能在最末端。然而，对于最简单的（均匀耦合的）链和最简单的编码（单量子比特编码），色散降低了传输的质量。我们提出了不同的小组提出的各种替代方案，以实现完美的量子态转移通过自旋链。最后，我们简要讨论了这个主题发展的各个方向。
2008-02-08 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Effective cutting of a quantum spin chain by bond impurities
自旋链是短距离量子通信的理想介质。在涉及固定信息载体的所有那些情况下，它们的有用性都得到了体现。在大多数依赖于量子自旋链的通信方案中，后者被假设为长度有限，具有良好可寻址的端链自旋。在本文中，我们提出，这种配置实际上可以实现的机制，能够有效地通过插入键缺陷的自旋环切割。然后，我们展示了如何合适的物理量可以确定为削减的有效性的优点的数字。我们发现，即使是适度的强度的键缺陷，环被有效地切割在缺陷部位。反过来，这对所产生的链上的自旋共享的相关性的数量有重要影响，我们通过一个明确的物理解释的基于散射的机制来研究。
2013-12-06 cond-mat.other quant-ph
Quantum communication through a spin chain with interaction determined by a Jacobi matrix
我们得到了描述具有各向同性最近邻XY耦合的线性自旋链中单自旋激发态演化的含时关联函数，其中哈密顿量与一组正交多项式的Jacobi矩阵有关.对于Krawtchouk多项式的情况下，任意元素的关联函数表示在一个简单的封闭形式。它的渐近极限对应于Charlier多项式的Jacobi矩阵，可以理解为海森堡群元素的酉演化。本文还研究了哈恩多项式、对偶哈恩多项式和拉卡多项式的雅可比矩阵所对应的哈密顿量的关联函数。对于哈恩多项式，我们得到了一般的关联函数，它的一些特殊情况下，和极限相关的迈克斯纳多项式，其中su（1，1）代数描述的基本对称性。对于对偶Hahn多项式和Racah多项式的情况，关联函数的一般表达式包含非超几何型的求和。然而，在特殊情况下会出现简化。
2009-12-04 math-ph math.MP quant-ph
Spin State Transfer in Laterally Coupled Quantum Dot Chains with Disorders
量子点阵列是在两个远距离点之间传输量子信息而不求助于移动量子比特的有前途的介质。本文研究了量子点阵列中两种最常见的无序，即超精细相互作用和交换耦合涨落，以及它们对量子通信的影响。我们的结果表明，超精细相互作用比交换耦合涨落更具破坏性。平均最佳通信时间不受系统中任何无序的影响，我们的模拟表明，反铁磁链比铁磁链对这两种无序的抵抗力要大得多。即使当耦合的时间调制和最优控制被用来改善传输时，反铁磁链也表现得更好。我们假定超精细相互作用和交换耦合中的含时涨落为准静态近似。特别地，为了研究交换耦合涨落，我们考虑了静态无序、白噪声和$1/f$噪声。
2010-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
