Noise-dependent optimal strategies for quantum metrology
我们表明，对于一些嘈杂的信道，最佳的纠缠辅助策略取决于噪声水平。我们注意到，平行纠缠策略和辅助策略之间存在非平凡的交叉--在前者中，探针都纠缠在一起，在后者中，探针与无噪音的辅助策略纠缠在一起，但不是在它们之间。这种转变可以通过以下事实来解释：可分离状态对噪声更具鲁棒性，因此在高噪声限制下是最佳的，但它们又被辅助状态所超越。
2018-02-15 quant-ph
Projected Entangled Pair States at Finite Temperature: Imaginary Time Evolution with Ancillas
在虚时间中演化出一个带附加环的投影纠缠对态。该张量网络表示2D晶格量子系统的热状态。作为一个基准应用，得到了二维量子伊辛模型在横向场中的有限温度相图。
2012-11-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Probing the qudit depolarizing channel
对于任意有限维的量子去极化信道，我们比较了三种信道识别方案：非纠缠探针、与外部附属物最大纠缠的探针和最大纠缠探针对。该比较包括辅助物本身去极化和探针在测量前通过通道循环返回的情况。比较的基础上获得的（量子费舍尔）信息，我们发现广泛的纠缠与辅助占主导地位的其他两个计划，但只有当纠缠是便宜的，相对于每个通道使用的成本，只有当外部辅助是很好地屏蔽去极化。我们通过一种相对简单的分析方法得出这些结果。一个单独的，更复杂的分析部分纠缠探针显示量子去极化通道，任何数量的探测纠缠是有利的，最大的优势与最大的纠缠。
2010-08-09 quant-ph
Implementing controlled-NOT gate based on free spin qubits with semiconductor quantum-dot array
基于半导体量子点中的电子自旋作为量子比特，在固体纳米结构中构造了一种新的量子控制非门（CNOT），而无需借助自旋-自旋相互作用。利用单电子隧穿技术和相干量子点元胞自动机结构产生辅助电荷纠缠态。利用辅助电荷纠缠态作为中间态，我们得到了一个自旋纠缠态，并设计了一个仅利用单自旋旋转的CNOT门。
2007-08-19 quant-ph
Using entanglement against noise in quantum metrology
我们分析了量子精密测量中探针间纠缠和探针与外环间纠缠的作用。在没有噪声的情况下，已知非纠缠序贯策略可以实现与纠缠策略相同的海森堡标度，并且外部附属物是无用的。这在噪声的存在下发生了变化：在这里，我们证明了纠缠策略可以比非纠缠策略具有更高的精度，并且添加被动外部附属物也可以提高精度。我们分析了一些特定的噪声模型，并利用这些结果来推测噪声存在下的量子精密测量策略的一般层次结构。
2014-12-23 quant-ph
Super-Sensitive Ancilla-Based Adaptive Quantum Phase Estimation
在量子相位估计中获得的超灵敏度已知在退相干的存在下会受到损害。这在盲点--灵敏度完全丧失的相位值--处尤其明显。一种补救方法是使用精确已知的参考相位来将传感器的操作点移位到较不易受影响的相位值。我们在这里提出了另一种方法的基础上相结合的探针与辅助自由度包含可调参数，以创建一个纠缠的量子态的更高的维度。我们验证了这一概念，通过模拟配置的马赫-曾德尔干涉仪与双光子探针和可调参数的偏振辅助，纠缠在偏振分束器。在干涉仪输出端，光子在偏振子空间中经过可调的么正变换后被测量。通过计算的Fisher信息和模拟的自适应估计过程中，我们表明，使用自适应测量过程优化可调偏振参数提供了全球范围内的退相干水平的超灵敏无偏相位估计，没有先验信息或参考相位。
2017-03-09 quant-ph
Impossibility Criterion for Obtaining Pure Entangled States From Mixed States By Purifying Protocols
净化噪声纠缠是一种通过集体测量以牺牲其他混合态的纠缠为代价来增加混合态的纠缠的协议。将从混合态中得到纯纠缠态的方案定义为纯化混合态。我们解决了一个基本问题：可以从混合态得到纯纠缠态吗？本文给出了用合适的局域操作和经典通信净化混合态的一个充要条件，并证明了对任意二体系统中的一类源态和辅助态，用有限轮净化方案净化混合态是不可能的.对于$2\otimes 2$系统，证明了任意态不能通过单独测量来提纯。讨论了结论的可能应用和意义。
2001-10-08 quant-ph
Quantum Illumination
使用纠缠光照亮物体被示出为在存在高水平的噪声和损失的情况下提供比用于检测和成像那些物体的未纠缠光的显著增强。每一个发出的信号都与一个被保留的附属物纠缠在一起。检测通过对返回信号和辅助信号的纠缠测量进行。具有e比特纠缠的量子照明将检测和成像的有效信噪比提高了2^e倍，与未纠缠的照明相比是指数改进。
2008-03-13 quant-ph
3/4-efficient Bell measurement with passive linear optics and unentangled ancillae
众所周知，当使用静态无源线性光学器件和任意多个真空模式辅助器件时，最多可以以$50\%$的概率明确区分四个光学编码的贝尔态。通过添加未纠缠的单光子辅助，我们能够超过这个限制，并达到至少$75\%$的成功概率。我们讨论的错误鲁棒性的建议计划和推广，以达到任意接近$100\%$的成功概率。
2014-03-19 quant-ph
Nonlocal Generalized Quantum Measurements of Spin Products Without Maximal Entanglement
在类空分离的量子系统上测量非定域可观测量是一项资源匮乏且具有实验挑战性的任务。已经提出了几种理论测量方案，以增加其可行性，使用共享的最大纠缠辅助。我们提出了一种新的方法来解决这个问题，使用广义量子测量的语言，以表明它实际上是可能的，而不一定需要一个最大纠缠的辅助测量可观察的非局部自旋产品。这种方法打开了大门，更经济的任意强度的非局部测量，从非局部弱值的应用范围可能新的测试贝尔不等式。明确了测量强度和所需辅助纠缠量之间的关系，为将量子非定域性、纠缠和信息传输联系在一起的联系带来了新的视角。
2019-12-15 quant-ph
Nanomechanical ancilla qubits generator for error correction algorithms in quantum computation
提出一种纳米机电装置，利用库珀对盒与机械振动产生纠缠猫态，生成三量子比特比特翻转码所需的辅助量子比特，实现量子纠错编码。
2024-04-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Investigating the optimality of ancilla-assisted linear optical Bell measurements
在过去的十年里，Grice、Ewert和van Loock发现线性光网络在输入越来越复杂的辅助状态时，可以实现接近单位效率的明确贝尔状态识别。然而，除了真空辅助的情况下，这些计划的最优性是未知的。在这里，这些网络的最优性研究，通过分析和数值方法。我们展示了一个分析上限的成功概率的干涉仪，保持输入光子的偏振，饱和的格莱斯和Evert-van Look的策略。此外，这样一个上限链接的复杂性，他们的辅助国家的缩放性能。我们还展示了一种计算机辅助的方法来优化这种测量方案的通用干涉仪，通过模拟提供各种辅助输入状态的光网络。我们在数值上证实了已知的小计划的最优性。我们使用这两种方法来研究其他辅助状态，其中一些以前从未研究过。
2018-09-03 quant-ph
All Optical Cellular Quantum Computer having Ancilla Bits for Operations in Each Cell
提出了一种在每个单元中包含一个量子比特和辅助比特的量子细胞网络。整个电路的工作只需要外部光脉冲序列的帮助。在操作中，一些辅助位被激活，并进行自主的单量子位和双量子位操作。在细胞的睡眠模式中，量子位的退相干小得可以忽略。由于一次最多只有两个单元是活动的，因此为了实际目的，相干性可以保持足够长的时间。还提出了一种使用量子点阵列的器件结构以及可能的操作和测量方案。
2000-02-29 quant-ph
Function-dependent Phase Transform in Quantum Computing
我们构造了一个量子算法，执行函数相关的相位变换，不需要初始化的辅助寄存器。该算法恢复的辅助寄存器的初始状态，无论其状态是纯或混合。因此，我们可以使用任何量子位作为辅助寄存器，即使它们与其他量子位纠缠并且被其他计算过程占用。我们还表明，我们的算法是最佳的功能评估的数量的意义上。
2000-06-08 quant-ph
Ancilla-assisted quantum process tomography
通过量子过程层析成像可以实现对量子动力学过程的完整和精确的表征。使用相关光子的源，我们已经实施了几种方法来研究各种各样的过程，例如，单一的、散肩的和极化的。这些方法之一，辅助过程断层扫描（AAPT），利用一个额外的“辅助系统”，我们已经从理论上确定了条件时，AAPT是可能的。所有现有的AAPT方案都利用纠缠态。我们的研究结果表明，令人惊讶的是，纠缠是不需要AAPT，我们目前的过程层析成像数据使用的输入状态，没有纠缠。然而，使用缠结产生优越的结果。
2003-03-19 quant-ph
Experimental ancilla-assisted qubit transmission against correlated noise using quantum parity checking
我们报告了一种光子量子比特在不稳定光纤上传输方案的实验演示，该方案具有即插即用的特性，并且能够传输量子比特的任何状态，无论它是已知的，未知的，还是纠缠到其他系统。通过在光纤噪声的相关时间内在信号光子之后添加辅助光子并通过执行量子奇偶校验来实现对无噪声量子信道的高保真度。该方案具有简单、免维护和对节点间路径长度不匹配的鲁棒性等特点，适用于多用户量子通信网络。
2007-07-02 quant-ph
Controlled emission of entangled multiphoton states from cascaded quantum wells
提出基于级联量子阱阶梯自发辐射的确定性纠缠多光子源，通过三模光子数组合态控制双模纠缠，并应用于带错误检测辅助的量子比特对源。
2023-03-14 quant-ph
Single-photon-boosted type-I fusion gates
Russian Quantum Center（俄罗斯量子中心）；Faculty of Physics, M. V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Sber Quantum Technology Center（储蓄银行量子技术中心）
本文提出一种单光子增强型I型融合门，利用四个辅助单光子和被动线性光学实现总成功概率3/4，通过直接成功概率5/8和蒸馏步骤提升整体效率，减少光子计算资源消耗。
2026-07-29 quant-ph
Optical Nondestructive Controlled-NOT Gate without Using Entangled Photons
我们提出并实验证明了一种新的光学无损控制非门没有使用纠缠辅助。与量子过程层析成像相比，我们得到了一个很好的估计门保真度少得多的测量。实验结果表明，与以往的实验相比，该方法有很大的改进。此外，我们还表明，量子并行实现在我们的门和性能的门不能复制的本地操作和经典通信。
2007-05-08 quant-ph
Symmetry-resolved tree tensor network analysis of Bell-state discrimination with ancilla-assisted passive linear optics
Banaras Hindu University（贝拿勒斯印度教大学）；Keio University（庆应义塾大学）
本文提出一种光子数分辨的树张量网络方法，用于高效评估辅助辅助被动线性光学贝尔态判别中的探测器支持，并推导了对称辅助资源的精确组合关系，验证了多达32个光学模式的结果。
2026-09-09 quant-ph
Optimal single shot strategies for discrimination of quantum measurements
本文研究了在n个未知测量只能使用一次的情况下m个量子测量的判别问题。我们发现，辅助歧视程序提供了一个非平凡的优势，简单的（无辅助）计划完美的可扩展性，我们证明，不可避免地m <= n。本文给出了一般二元测量完全可分解的充要条件。我们证明了在白噪声条件下对投影量子比特测量及其混合测量的最优化鉴别等价于对特定量子态的鉴别。特别地，描述了具有固定失败率的投影量子比特测量的最佳鉴别协议（利用最大纠缠测试态）。虽然两个投影量子比特测量的最小误差鉴别可以在不需要任何纠缠的情况下实现，但我们证明了三个投影量子比特测量的鉴别需要一个二分探测态。此外，当测量值不是射影的时，非最大纠缠测试态的性能优于最大纠缠测试态。
2014-08-05 quant-ph
Generating multi-photon W-like states for perfect quantum teleportation and superdense coding
多体纠缠的一个有趣的方面是，对于完美的隐形传态和超密度编码，不需要最大纠缠的W态，而是需要一类特殊的非最大纠缠的类W态。因此，有效制备类W态在量子通信中具有重要意义，但这方面的研究还没有W态的制备那么多。在这封信中，我们提出了一个简单的光学方案，通过融合两个类W态或用辅助光子扩展类W态来有效地制备大尺度基于偏振的纠缠类W态。我们的方案还可以通过熔合或扩展W甚至类W态来产生大规模W态。代价分析表明，在产生大尺度W态时，非最大纠缠类W态的融合机制比最大纠缠W态的融合机制效率更高。我们的方案也可以与Bell态进行聚变或膨胀，它由一个偏振相关分束器、两个偏振分束器和光子探测器组成。不需要辅助光子或受控门操作，我们的方案可以实现与当前的光子技术，我们相信它使量子隐形传态和超密集编码在多体设置的进步。
2016-02-15 quant-ph
Stabilizer formalism in linear optics and application to Bell-state discrimination
我们提出了一个框架来分析线性光路的基础上的一个类似的稳定器形式主义的量子线路，它提供了有效的可计算的公式有关的状态歧视。因此，我们分析了一个贝尔状态歧视计划与线性光学和辅助单光子。随着辅助光子数的增加，贝尔态鉴别的成功概率在辅助光子数为$28$时具有最大值$\frac{403}{512} \simeq 0.787$。相比之下，相应的两量子比特测量渐近接近最大纠缠测量。
2023-01-16 quant-ph
Generalized parity measurements
测量在量子计算（QC）中扮演着重要的角色，通过提供两个量子比特门（线性光学QC）所需的非线性，或者通过在高度纠缠的初始状态（簇态QC）上使用单量子比特测量来实现量子算法。宇称测量可以用作制备任意稳定态的构建块，并且与1-量子比特门一起对于量子计算是通用的。在这里，我们推广奇偶校验门使用更高的维度（量子）的辅助。这使我们能够超越稳定子/图态形式主义，制备其他类型的多粒子纠缠态。本文介绍的广义宇称模可以一次性制备一大类纠缠态，包括GHZ_n，W_n，Dicke态D_{n,k}，以及更一般的Dicke态的和，如秘密共享中使用的G_n态。对于W_n态，与基于线性光学的方法相比，它提供了指数增益。
2008-11-17 quant-ph
Generalized fusions of photonic quantum states using static linear optics
本文通过数值模拟扩展静态线性光学中的广义融合测量，利用辅助增强和码增强分析效率层级，并证明纠缠辅助对单位效率的必要性及码增强的性能优势。
2024-10-26 quant-ph
Protecting Classical-Quantum Signals in Free Space Optical Channels
本文提出一种利用辅助纠缠二分态编码的纠错协议，可在自由空间光信道损耗与擦除条件下同时保护经典和量子信号，并提升相干态传输保真度。
2023-03-12 quant-ph
Ancilla-assisted nondestructive discrimination of distributed GHZ-class states
Centre for Quantum Science and Technology, Siksha O Anusandhan Deemed to be University（锡卡奥阿努桑丹认定大学量子科学与技术中心）
提出可扩展的辅助量子比特协议，利用GHZ辅助态和局域幺正操作，在不消耗系统态的情况下严格判别多方GHZ类态，并解析了噪声影响，通过Qiskit验证可行性。
2026-09-09 quant-ph
Sequential generation of entangled multi-qubit states
我们考虑通过辅助系统与初始不相关的量子比特的顺序耦合来确定性地产生纠缠多量子比特态。我们描述了所有可实现的状态的矩阵乘积状态的类，并给出了一个配方的任何多量子比特状态的需求的生成。所提出的方法适用于任何顺序产生方案，虽然我们专注于单光子时间仓量子比特流耦合到一个光腔中的原子发射。特别是，我们展示了如何在这样的框架内生成熟悉的量子信息态，如W，GHZ和簇态。
2005-01-18 quant-ph
Beating the One-half Limit of Ancilla-free Linear Optics Bell Measurements
我们表明，光学编码的两个量子比特贝尔态可以明确区分的成功概率超过50%，在单轨和双轨编码，通过使用主动线性光学资源，包括高斯压缩操作。这些结果是在对比众所周知的上限为50%的双轨贝尔状态使用被动，静态线性光学和任意多个真空模式的明确歧视。我们提出了实验上可行的方案，提高成功概率为64.3%，在双轨和62.5%，在单轨的均匀随机分布的贝尔状态。从概念上讲，这表明，无论是诱导非线性模式转换的相互作用（如克尔相互作用），还是辅助纠缠光子，都不需要超过一半的限制。我们讨论了我们的单轨方案的最优性，并讨论了我们的双轨方案在量子通信中的应用。
2013-01-13 quant-ph
A brief journey through collision models for multipartite open quantum dynamics
量子碰撞模型是描述开放量子系统动力学的一种有效方法，它通过系统与环境中的某些粒子（通常称为“ancillas”）之间的重复相互作用来描述。本文综述了多体开放量子系统动力学的主要碰撞模型。特别是，我们感兴趣的模型，是基于基本的子系统和ancillas之间的碰撞，并模拟全球和/或当地的马尔可夫主方程在无限小的时间步长的限制。在讨论了一个通用的基于碰撞的主方程推导的数学细节之后，我们提供了多体系统碰撞模型的基础上的一般思想，我们讨论了它们的优点和局限性，我们展示了如何在量子计算机上模拟它们。此外，我们分析了一些性质的碰撞模型的基础上纠缠的ancillas，推导出主方程，它产生的小时间步长，并证明了这个主方程的系数受到限制，限制其通用性的约束。最后，我们给出了两个玻色子纠缠在双模压缩热态中的碰撞模型的例子。
2022-12-05 quant-ph
Creation of Entangled Photonic States Using Linear Optics
仅使用线性光学元件，双轨光子纠缠态的产生具有固有的概率性。已知的纠缠产生方案具有低的成功概率，需要大规模复用来实现量子信息处理协议的近确定性操作。本文介绍了多种高概率光子纠缠态的产生技术和方法，这些技术和方法有可能极大地减少线性光学量子计算（LOQC）架构的占用空间。最值得注意的是，我们正在展示如何将贝尔态制备从四个单光子提高到p=2/3，用双轨贝尔态辅助将I型融合提高到75%，并将II型融合提高到贝尔态分辨的极限之外。
2021-06-25 quant-ph
Self-error-rejecting quantum state transmission of entangled photons for faithful quantum communication without calibrate reference frames
我们提出了一种无需附加光子和校准参考系的两方偏振纠缠传输方案。该方案对信道随机噪声和参考系不稳定性具有较好的鲁棒性，并将其推广到多方Greenberger-Horne-Zeilinger状态传输。此外，两方和多方纠缠传输的成功概率，在原则上，提高到统一时，使用主动偏振控制器。该协议具有结构简单、易于实现、保真度高、效率高等特点，在长距离量子通信和分布式量子网络中具有重要的应用价值。
2018-09-01 quant-ph
Automated Error Correction in IBM Quantum Computer and Explicit Generalization
自动纠错的实验实现演示通过IBM量子经验贝尔和GHZ状态使用测量为基础的方法上辅助量子比特。测量自动激活纠错幺正操作，以将系统恢复到其原始纠缠态。我们说明了最大纠缠量子的情况下，通过应用适当的Hadamard和受控非门的算法。
2017-08-07 quant-ph
Demonstration of a general fault-tolerant quantum error detection code for (2n+1)-qubit entangled state on IBM 16-qubit quantum computer
量子错误检测一直是容错量子计算机中的一个基本挑战。因此，检测和处理任意错误以有效地执行量子计算是非常重要的。已经提出了几种错误检测码，并实现了较低数量的量子比特系统。本文提出了一种利用两个伴随子量子比特对（2n+1）量子比特纠缠态进行检错的码，并在IBM的16量子比特计算机上对一个13量子比特纠缠系统进行了模拟。该代码能够检测（2n+1）量子比特纠缠态的前2n个量子比特中的任何一个量子比特中的任意量子错误，并且通过对一对辅助错误综合征量子比特的测量来检测（2n+1）量子比特纠缠态的最后一个量子比特上的任何比特翻转错误。本文提出的协议为一般更高数量纠缠量子比特系统的检错码设计铺平了道路。
2022-12-23 quant-ph
Ancilla dimension in quantum channel discrimination
单次量子信道鉴别是量子信息理论中的一项基本任务。众所周知，与辅助系统的纠缠可以帮助完成这项任务，而且与通道输入相同尺寸的辅助系统总是足以实现两个通道的最佳区分。一个很自然的问题是，输出维度是否也是如此。也就是说，在通道的输出维度（可能远）小于输入维度的情况下，与输出维度相等的辅助维度是否总是足以实现最佳区分？我们证明，这个问题的答案是“不”的建设家庭的反例。这个族包含输入和输出维度之间具有任意有限间隙的实例，并且仍然具有以下属性：在每种情况下，对于最佳区分，有必要使用维度等于输入的辅助。证明依赖于跟踪范数单位球上的所有运营商的表征，最大限度地纠缠负性。在密度算符的情况下，我们将这种特性推广到一个广泛的纠缠测度类，我们称之为弱纠缠测度。这个特征使我们可以得出结论，量子信道是可逆的，当且仅当它保持纠缠作为测量的任何弱纠缠措施，与最大纠缠态的结构是等效的可逆映射的结构通过Choi同构。我们还包括其他已知的通道可逆性表征的替代证明。
2016-11-17 quant-ph
Generation of photonic tensor network states with Circuit QED
我们提出了一个电路QED平台和协议来确定性地产生微波光子张量网络态。我们首先证明了用微波腔作为辅助腔，用transmon量子比特作为发射极是一个很好的产生光子矩阵乘积态的平台。辅助腔结合了一个大的可控希尔伯特空间与长的相干时间，我们预测转化为大量的纠缠光子和具有高键维的状态。超越这种范式，我们然后考虑这个平台的自然推广，其中几个腔量子比特对耦合形成一个链。由此产生的光子态以二维纠缠结构为特征，并且可以被解释为$\textit{radial plaquette}$投影纠缠对态[Wei，Malz和Cirac，Phys.Rev.Lett. 128，010607（2022）]，其包括许多范例状态，诸如广泛类别的等距张量网络状态、图形状态和弦网络状态。
2022-02-28 quant-ph
Engineering multiphoton states for linear optics computation
通过线性光学元件实现的变换允许仅在受限于多模Fock空间的单光子子空间时生成整个酉群。在本文中，我们解决了更普遍的问题，编码量子信息的多光子态，并详细阐述了它通过辅助扩展，线性光学无源器件和光电探测。我们的方案源于线性光学无源器件物理学基础的数学结构。特别是，我们分析了一个经济的过程，用于映射到任意的2-光子2-模式状态的基准2-光子2-模式状态使用辅助资源和线性光学无源N-端口辅助后选择。我们发现，增加一个辅助模式就足以产生任何所需的目标状态。在后选择不完美的光电探测的影响被认为是成功概率和保真度之间的一个简单的权衡。
2006-05-31 quant-ph
Two-qubit entanglement generation through non-Hermitian Hamiltonians induced by repeated measurements on an ancilla
与经典系统相比，量子系统的非厄米哈密顿动力学的实际实现是一个挑战，因为能量增益和耗散的过程是基于基本的厄米系统环境动力学，即保迹。最近，已经提出了一种用于工程非厄米哈密顿量的方案，该方案是作为对反相量子比特的重复测量的结果。主系统的诱导条件动力学由有效非厄米哈密顿量描述。在本文中，我们证明了这样的协议的有效性，将其应用到物理相关的多自旋模型，表明有效的非厄米哈密顿驱动系统的最大纠缠定态。此外，我们报告了一个新的配方来构建一个物理场景，其中由给定的非厄米哈密顿模型表示的物理系统的量子动力学可以被模拟。强调了这种方案的物理意义和广泛的潜在应用。
2020-09-21 quant-ph
Linear Optical Schemes to Postselect High-Dimensional Dicke States
Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学）
本文提出利用线性光学干涉方案后选择高维对称狄克态，展示了有无辅助光子方案的对比，证明辅助光子可提升成功概率上限。
2026-04-16 quant-ph
Approaching near-perfect state discrimination of photonic Bell states through the use of unentangled ancilla photons
尽管在完美的线性光学贝尔态分析仪上存在完善的不去定理，但如果我们将八个或更多未纠缠的辅助光子纳入我们的设备，我们发现一个数值趋势似乎接近接近完美的测量。遵循这一趋势，我们开始了一个有前途的归纳方法，建立一个理想的光学贝尔测量设备。在这个过程中，我们确定任何贝尔状态分析仪，（即使偶尔）聚束所有光子到只有两个输出模式不能进行理想的测量，我们发现我们的线性光学电路，防止这种结果的一组条件。
2018-02-28 cs.IT math.IT quant-ph
Quantum state preparation via engineered ancilla resetting
本研究提出一种结合周期性量子重置的协议，通过引导哈密顿量实现系统与辅助系统耦合，以制备无阻挫母哈密顿量基态，发现辅助系统纠缠能加速收敛且存在最优重置时间，并对噪声具有鲁棒性。
2024-03-26 quant-ph
Demonstration of reversible phase-insensitive optical amplifier
我们实验证明，相位不敏感的线性光放大，保留在输出的闲置。由于我们的放大操作是单一的小过量噪声，它是可逆的超过经典的限制。两个输出模之间的纠缠是这种可逆性的来源。放大增益为2.0。此外，结合这种放大器与分束器，我们还演示了近似克隆的相干态的反克隆存在。我们通过从输出关联重构初始态的方法研究了其可逆性，得到的结果稍微超出了克隆极限。此外，通过使用具有几个不同平均值的相干态作为输入，给出了放大器和克隆器的完整表征。我们的放大器是基于线性光学，离线准备的非经典ancillas，和零差测量，然后前馈。压缩态被用作辅助，非线性光学效应仅用于它们的产生。在放大操作中引入非经典性，使输出端纠缠。
2011-01-06 quant-ph
Geometry of quantum state space and entanglement
最近，量子信息过程中的纠缠度和几何实体之间的显式关系已被报道。（2016）15：1629-1638。已经表明，如果一个量子比特与另一个辅助量子比特纠缠，那么负性，直到一个常数因子，等于在对应于量子比特状态空间的度量空间上定义的特定黎曼度量的平方根。本文考虑了不同类型的两体纠缠态，给出了两种纠缠度量与黎曼度量之间的明确关系。
2018-05-29 quant-ph
Quantum repeater based on cavity-QED evolutions and coherent light
在腔QED的框架下，我们提出了一个利用相干光和耦合到光学腔的原子链的量子中继器方案。与传统的中继器方案相比，我们避免了使用两个量子比特的量子逻辑门，只利用腔QED的演变。在我们以前的论文[D. Gonta和P. van Loock：A 88，052308（2013）]，我们已经提出了一种量子中继器，其中使用输入相干光的受控位移来分布两个相邻中继器节点之间的纠缠，而使用辅助（四分）纠缠态来纯化所产生的低保真度纠缠对。本文利用一系列受控的输入相干光相移和位移实现了纠缠分配。与以前的基于相干态的两量子比特纠缠分配方案相比，本方案仅依赖于简单的区分两个符号相反的相干态，这可以通过分束器和两个开关检测器以量子力学最佳方式执行。纠缠纯化利用一个方案，避免使用辅助纠缠资源。我们的中继方案具有合理的重复率和中继速率，为长距离量子通信提供了一个有吸引力的平台。
2016-09-13 quant-ph
Quantum disentanglers
不可能将处于未知状态$|ψ>$的量子位从在特定参考状态$|0>$中制备的（N-1）个辅助量子位的集合中解开。也就是说，不可能{ \em完美}执行转换$(|ψ,0...,0\r +|0,ψ,...,0\r +...+ |0,0,...ψ\r) \to |0,...,0>\otimes |ψ>$。问题是我们能做得多好？我们考虑了许多不同的方法，从一个纠缠态中提取一个未知态，该纠缠态是由该量子比特和一组处于已知态的辅助量子比特形成的。正如预期的那样，测量整个系统是效率最低的方法。我们提出了各种量子“设备”，从辅助量子位集合中解开未知量子位。特别是，我们提出了最佳的通用解纠缠的未知量子比特的保真度，这并不依赖于量子比特的状态，和概率解纠缠，执行完美的解纠缠变换，但概率小于1。
2000-06-09 quant-ph
Quantum advantages for Pauli channel estimation
我们发现，纠缠测量提供了一个指数的优势，在样本复杂性泡利信道估计，这是一个基本的问题和一个实际上重要的子程序基准近期量子设备。我们考虑的具体任务是同时学习$n$ -量子位泡利通道的所有特征值到$\pm\varepsilon$精度。我们给出了一个估计协议与$n$ -量子比特的辅助，成功的概率很高，只使用$O(n/\varepsilon^{2})$副本的泡利信道，同时证明，任何辅助的协议（可能与自适应控制和信道级联）将需要至少$Ω(2^{n/3})$轮的测量。我们进一步研究了少量的Ancillas所提供的优势。对于$k$ -量子比特辅助（$k\le n$）可用的情况下，我们获得了任何非级联协议的$Ω(2^{(n-k)/3})$的样本复杂度下限，以及任何非自适应，非级联协议的$Ω(n2^{n-k})$的更强下限，这是紧的。我们还展示了如何将辅助估计协议应用于一个实际的量子基准测试任务中的噪声弹性和样本效率的方式，给出合理的噪声假设。我们的研究结果为学习中的量子优势提供了一个实际有趣的例子，也为量子基准测试带来了新的见解。
2021-11-08 quant-ph
Probabilistic resumable quantum teleportation in high dimensions
隐形传态是一种无经典对应物的量子信息过程，发送者可以将未知的量子态非实体地传递给接收者。在通过部分纠缠量子信道的概率隐形传态中，传输是精确的（保真度为1），但可能在一定概率下失败，同时初始态被破坏。我们提出了一个高维量子态的非破坏性概率隐形传态方案。当隐形传态失败时，借助于发送者手中的辅助物，可以恢复初始的量子信息。辅助系统充当量子仪器来测量发送者的子系统。擦除其中记录的信息可以恢复初始状态。
2022-03-13 quant-ph
Generation of atomic entangled states using linear optics
本文提出了一种利用线性光学方法从纯乘积态和混合态制备两原子最大纠缠态的新方案。由于该方案可以从混合态产生纯的最大纠缠态，我们称之为类纯化产生方案。
2003-11-13 quant-ph
The generation of an entangled four-photon state from two pairs of entangled two-photon states by using linear optical elements
提出了一个从两对纠缠双光子态产生纠缠四光子态的方案。这种纠缠的四光子态等价于两个最大纠缠的自旋为1的粒子的量子态。该方案也可以用来从N对纠缠双光子态制备纠缠2N光子态。这种多光子态在量子力学与局域实在论的基本测试中以及在许多量子信息和量子计算方案中起着至关重要的作用。
2001-12-14 quant-ph
Maximal Success Probabilities of Linear-Optical Quantum Gates
数值优化被用来设计线性光学器件，实现理想的量子门与完美的保真度，同时最大限度地提高成功率。对于2-qubit CS（或CNOT）门，我们提供了数值证据表明，使用两个未纠缠的辅助资源的最大成功率是$S=2/27$;有趣的是，额外的辅助资源不会增加成功率。对于3-qubit Toffoli门，我们表明，完美的保真度获得只有三个未纠缠的辅助光子-比任何现有的计划-最大的$S=0.00340$。这与通过组合两个CNOT门和无源量子滤波器可获得的$S=(2/27)^2/2 \approx 0.00274$相比很好[PRA 68，064303（2003）]。通用优化方法可以容易地应用于其他感兴趣的领域，例如量子纠错、密码学和计量学[arXiv：0807.4906，PRL 99 070801（2007）]。
2008-11-22 quant-ph
Channel discrimination power of bipartite quantum states
我们量化的有用性的二分量子态的辅助信道歧视的任意量子信道，正式定义了最坏情况下的二分量子态的信道歧视的权力。我们表明，这样的量词是深深连接的运营商施密特分解的状态。我们精确计算了纯态的信道鉴别能力，并给出了一般混合态的信道鉴别能力的上、下界。我们表明，高度纠缠状态可以优于任何状态，通过重新排列的分离性标准。此外，虽然非纠缠态也可以用于辅助通道歧视，我们表明，一个国家的通道歧视的权力是由它的量子不和谐。
2017-03-28 quant-ph
Nonmaximally entangled states can be better for multiple linear optical teleportation
本文研究了Knill-Laflamme-Milburn方案中的多重线性光隐形传态，其中包括最大纠缠态和非最大纠缠态。我们证明了，如果量子比特通过非最大纠缠态进行多次隐形传输，那么在前面的隐形传输中引入的误差可以被在后面的隐形传输中引入的误差所校正。这种影响是如此强烈，以至于它导致了另一个有趣的现象，即，非最大纠缠态的多重线性光隐形传态成功的总概率高于最大纠缠态。
2008-03-17 quant-ph
Linear optics quantum Toffoli and Fredkin gates
我们设计了线性光学多量子位量子逻辑门。我们假设量子位以两种模式（例如空间或偏振）传统编码到单个光子的状态上。我们建议的计划，允许直接概率实现的基本Toffoli和Fredkin门，而不诉诸于一系列的单和两个量子比特门。这产生了更紧凑的方案，并潜在地减少了辅助光子的数量。拟议的设置涉及被动线性光学，辅助单光子源或最大纠缠光子对，和单光子探测器。特别是，我们提出了一种干涉实现的Toffoli门的重合的基础上，这不需要任何辅助光子，是实验上可行的与当前的技术。
2006-02-27 quant-ph
Additive Classical Capacity of Quantum Channels Assisted by Noisy Entanglement
本文给出了在有噪声的量子信道中经典信息传输的容量公式，该信道由发送方进行可分离编码，接收方的预共享辅助信道提供有限的资源.而不是一个纯粹的状态，我们认为在一个混合的状态，纯化的“证人”的信号辅助对。因此，信号-见证相关限制了从信号-辅助相关可用的资源。我们的公式表征了不同形式的资源，包括嘈杂或有限的纠缠援助，经典通信的效用。在可分离编码的情况下，发送方的信号在多个信道使用中仍然允许纠缠，但我们的容量公式是可加的。特别地，对于广义协变信道，我们的容量公式具有简单的封闭形式。此外，我们的可加性容量公式上限的一般相干攻击的信息增益在各种双向量子密钥分发协议。对于高斯协议，公式的可加性表明集体高斯攻击是最强大的。
2017-05-19 quant-ph
