Easier randomizing gates provide more accurate fidelity estimation
University of Waterloo（滑铁卢大学）；Institute for Quantum Computing, University of Waterloo（滑铁卢大学量子计算研究所）；Photonic Inc.（光子公司）；Keysight Technologies Canada（是德科技加拿大公司）；Department of Physics, University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）；Applied Math and Computational Research Division, Lawrence Berkeley National Lab（劳伦斯伯克利国家实验室应用数学与计算研究部）；Quantinuum；Keysight Technologies Canada Inc.（是德科技加拿大公司）
本研究通过实验和理论分析，展示了使用单量子位泡利门进行随机化能有效减少系统误差，提高量子门保真度估计的准确性。
2025-12-31 quant-ph
A QKD Protocol Extendable to Support Entanglement and Reduce Unauthorized Information Gain by Randomizing the Bases Lists with Key Values and Invalidate Explicit Privacy Amplification
本文对量子密钥分发中的BB84方案进行了改进。原方案的缺点是在公开公布未加密的基表时，窃听者可以获得更多的信息。密钥的安全性以最终密钥长度为代价。我们的目标是利用准备（测量）的基础和编码（观察）的比特值的随机性，以便在它们通过公共信道进行通信之前随机化基础列表。给出了该方案的安全性证明，并证明了与BB84及其其他扩展相比，Eve对该方案的信息增益较小。此外，分析了我们的建议本身的可行性，并支持基于纠缠的量子密钥分配。我们的协议的性能进行了比较的上限和下限的可容忍的误码率。我们还量化的信息增益（由夏娃）数学使用熟悉的方法的概念香农熵。本文从多址量子信道的干扰角度对Eve的攻击进行了建模。此外，本文还暗示了一般的“测量和验证”协议中单独的隐私放大步骤的无效性。
2005-03-02 quant-ph
On almost randomizing channels with a short Kraus decomposition
对于大d，我们研究了在酉群U（d）上按照概率测度μ随机选取N个独立的Kraus算符得到的C^d上的量子信道.当μ是哈尔测度时，我们证明了对于N>d/ε ^2 $, such a channel is epsilon-randomizing with high probability, which means that it maps every state within distance epsilon/d (in operator norm) of the maximally mixed state. This slightly improves on a result by Hayden, Leung, Shor and Winter by optimizing their discretization argument. Moreover, for general mu, we obtain a epsilon-randomizing channel provided N > d (\log d)^6/epsilon^2$。对于d=2^k（k量子比特），这包括通过张量k个随机泡利矩阵获得的克劳斯算子。证明使用最近的经验过程在巴拿赫空间的结果。
2008-06-12 math.FA math.PR quant-ph
Localized closed timelike curves can perfectly distinguish quantum states
我们证明了沿着封闭的类时曲线运动的量子比特是一种资源，一方可以利用它来完美地区分任何一组量子态。因此，可以访问封闭类时曲线的对手可以破坏任何加密和测量量子密钥分发协议。我们的结果还意味着，一方与封闭的类时曲线可以违反Holevo界。
2009-01-31 quant-ph
Quantum states for perfectly secure secret sharing
本文研究了什么样的量子态可以实现完全安全的秘密共享，并给出了实现完全安全秘密共享的充要条件。我们还证明了对于所有的二分分裂，这些态都是二分可分解的，因此这些态可以分解成Greenberger-Horne-Zeilinger态。最后，我们给出了一类秘密共享态，它具有任意少量的两体纠缠。
2008-04-30 quant-ph
Quantum states representing perfectly secure bits are always distillable
证明了最近引入的具有完全安全的密钥位的状态（表示安全位的私有状态）[K. Horodecki等人，物理修订版信函94，160502（2005）]以及它的多体和更高的维度的推广总是代表可交换的纠缠。给出了相应的纠缠度下界。我们还提出了一个简单的替代证明，对于任何二分量子态纠缠成本是一个上界的可验证的密钥在二分的情况下。
2007-11-06 quant-ph
Discretization of quantum pure states and local random unitary channel
我们证明了一个量子信道$\mathcal{N}$构造平均$\mathcal{O}(\log d/ε^2)$随机选择的幺正给出了一个本地$ε$随机映射的非负概率。这个想法来自于一个小的$ε$ -网结构在更高维度的单位球或量子纯态。利用该网络，我们分析了信道输出约化密度矩阵的集中现象，这一分析意味着一般存在一个局部随机酉信道，其酉数相对较小。
2010-02-18 quant-ph
Approximate Randomization of Quantum States With Fewer Bits of Key
量子态的随机化是经典一次一密的量子模拟。我们提出了一种改进的，有效的近似随机化映射的构造，使用O（d/ε ^2）泡利算子将任何d维状态映射到完全混合状态的迹距离内的状态。我们的界比Hayden，Leung，Shor，and Winter（2004）以及Ambainis and Smith（2004）的界小一个log d因子。然后，我们表明，一个随机序列基本上相同数量的酉算子，从一个适当的集合中选择，以高概率形成一个近似随机映射的d维状态。最后，我们讨论了这些计划的最优性，通过连接到不同的伪随机性的概念，并给出了一个新的下界小的随机性。
2006-11-02 cs.CR quant-ph
Impossibility of perfectly-secure one-round delegated quantum computing for classical client
盲量子计算协议使得能够生成或测量单量子比特状态的客户端能够将量子计算委托给保护客户端的隐私的远程量子服务器（即，输入、输出和程序）。利用当前的技术，单量子比特状态的生成或测量对于客户端来说并不是太大的负担。换句话说，安全的委托量子计算对于“几乎经典”的客户端是可能的。但是，对于一个“完全经典”的客户端来说可能吗？在这里，我们考虑一个单轮完全安全的委托量子计算，并表明该协议不能同时满足正确性（即，当服务器诚实时获得正确的结果）和完全盲（即，客户端的隐私被完全保护），除非BQP在NP中。由于BQP不被认为是NP完全安全的，因此该结果表明单轮完全安全的委托量子计算是不可能的。
2019-03-25 quant-ph
A symmetrization technique for continuous-variable quantum key distribution
本文介绍了一种对称化技术，它可以作为连续变量量子密钥分发协议中的一个附加步骤。通过在相空间中随机化数据，可以大大简化协议的安全性分析，特别是在集体攻击的情况下。这个过程的主要应用涉及协议的后选择，其安全性只建立了对高斯攻击到现在。在这里，我们证明了在一些实验可验证的条件下，高斯攻击是最佳的所有集体攻击。
2012-02-20 quant-ph
There exist non orthogonal quantum measurements that are perfectly repeatable
我们表明，相反的普遍信念，在量子力学可重复的测量不一定是正交投影仪描述-“可观察”的习惯范式。然而，非正交重复性只发生在无限维上。我们还表明，当一个非正交的可重复测量进行，测量系统保留了一些“记忆”的次数，测量已被执行。
2003-12-15 quant-ph
Quantum friction in the presence of a perfectly conducting plate
本文研究了匀速移动的原子在完美导电板上方所受的量子摩擦力，发现该摩擦力的距离依赖性、温度依赖性及符号均可能受原子极化状态影响，且对具有静态极化率的各向同性原子而言，该摩擦力表现为真正的阻力，在板表面附近其大小为无板时量子真空摩擦的两倍。
2023-03-02 quant-ph
A simple practical quantum bit commitment protocol
该研究提出一种实现难度与现有实用方案相当、但安全性更强的简单量子比特承诺协议，可在非完美绑定与隐藏条件下无限接近无条件完全安全。
2025-05-11 quant-ph
Casimir Torque for a Perfectly Conducting Wedge: A Canonical Quantum Field Theoretical Approach
得到了由于量子真空涨落作用在理想导电楔上的单位高度的力矩密度（Casimir力矩）。采用正则量子场论方法和计算真空到真空传播子（格林函数）的方法[1]。
2013-07-31 hep-th quant-ph
Reverse Delegated Training and Private Inference via Perfectly-Secure Quantum Homomorphic Encryption
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）
本文提出利用完美安全量子同态加密实现量子神经网络的反委托训练和隐私推断，通过Clifford+T分解构建加密模型并保护隐私。
2026-02-13 cs.NE quant-ph
Ancilla-Assisted Discrimination of Quantum Gates
超密集编码的内在思想是找到尽可能多的门，以便它们可以完全区分。本文考虑了一种新的量子门鉴别方案，称为辅助鉴别方案。在这种方案中，$r-$维辅助系统可以完全鉴别$d-$维系统上的一组量子门。本文的主要贡献有两个方面：（1）估计了该方案中可鉴别的量子门的数目。我们证明了任何$rd+1$量子门都不能在辅助的帮助下被完全区分，并且存在$rd$量子门可以在辅助的帮助下被完全区分. (2)估计了最小辅助系统的维数。我们证明了存在一个常数正$c$，使得对于任何$k\leq cr$量子门，如果它们是$d$辅助可鉴别的，那么它们也是$r$辅助可鉴别的，并且存在$c^{\prime}r\textrm{}(c^{\prime}>c)$不同的量子门，它们可以用一个$d-$维辅助系统来鉴别，但是如果辅助系统被约化为一个$r-$维系统，它们就不能被鉴别.因此，可以借助于$r-$维辅助来区分的量子门的数量的阶数$O(r)$是最优的。本文报道的结果代表了理解辅助系统在量子门的鉴别中所起的作用以及超密集编码的功率和极限的初步步骤。
2008-09-02 quant-ph
Quantum power distribution of relativistic acceleration radiation: classical electrodynamic analogies with perfectly reflecting moving mirrors
我们发现量子功率发射和分布在$3+1$维的相对论加速辐射使用一个单一的完美反射镜通过洛伦兹不变性展示密切的类比点电荷辐射在经典电动力学。
2021-01-07 gr-qc hep-th quant-ph
Nonlocality without entanglement for multipartite quantum measurements
Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度技术学院布巴内斯瓦尔分校）
本研究证明两量子比特乘积测量在联合访问时可区分但局部分布时不可区分，建立无纠缠非局域性的测量类比，并揭示自适应协议优势、方向性及构造n-qubit测量对，最后展示光学实现。
2026-10-02 quant-ph
Perfectly secure steganography: hiding information in the quantum noise of a photograph
我们证明了光的量子性质可以用来隐藏照片中的秘密信息。利用这一物理原理，我们实现了信息论安全隐写术，这一直是难以捉摸的，直到现在。该协议使得嵌入秘密消息的数字图片与普通照片完全无法区分。这意味着，从根本上说，不可能区分私人通信和交换照片。
2015-09-23 cs.CR quant-ph
LOCC distinguishability of unilaterally transformable quantum states
我们考虑相互正交的二分量子态的完美局域可约性问题，其性质是每一个态都可以由作用在Bob的局域Hilbert空间上的幺正算符指定.我们表明，如果状态可以完全区分单向LOCC爱丽丝先去，那么酉算子也可以完美区分鲍勃的希尔伯特空间上的正交测量。我们给出了$d \otimes d $（d= 4，5，6）中N<=d个最大纠缠态的例子，这些纠缠态不能被单向LOCC完全区分.有趣的是，对于d= 5，6，我们的例子分别由四个和五个状态组成。我们推测，这些国家不能完全区分双向LOCC。
2011-11-04 quant-ph
Quantum communication protocols by quantum walks with two coins
利用两个硬币的量子行走，提出了一些新的完美态转移和隐形传态方案。将传输的信息编码为硬币1状态，交替使用两个硬币操作符，最多只需两次翻转操作，就可以完全恢复目标位置的硬币1状态信息。基于两个硬币在线上或在$N$ -圆上的量子行走，我们可以完美地转移任何量子比特状态。此外，无论是在完全图上还是在正则图上，我们都可以使用两个硬币的量子行走，首先通过量子行走实现完美的量子态转移。与现有的由一枚硬币驱动的方案相比，可以使用更一般的图结构来完美地传输更一般的状态。此外，还可以大大减少硬币操作员在发送过程中的外部控制。以硬币1为发送者，硬币2为接收者，研究了如何利用上述量子行走模型实现长步行走的广义隐形传态。由于量子行走是一种通用的量子计算模型，我们的方案可以为量子网络和量子计算机的设计提供一个通用的平台。
2018-02-08 quant-ph
Quantum Error-Correcting Codes with Preexisting Protected Qubits
我们提供了一个系统的方法来构建纠缠辅助量子纠错码通过图形状态的情况下预先存在的完美保护的量子比特。结果表明，预先存在的纠缠可以帮助击败量子汉明束缚，并可以增强（不仅是作为一种辅助）量子纠错的性能。此外，我们推广的错误模型的情况下，不那么完美的保护量子比特和引入的数量失真作为一个品质因数，并表明，我们的代码也优于普通的量子纠错码。
2008-01-09 quant-ph
Optimal decoy intensity for decoy quantum key distribution
在诱骗量子密钥分发中，我们证明了当我们只使用一个诱骗强度和真空脉冲时，在渐近设置下，较小的诱骗强度给出了更好的密钥生成率。特别地，当诱饵强度为无穷小时，单光子的计数率可以得到很好的估计。即使当强度不能被完全识别时，相同的性质也成立。此外，我们提出了一个协议，以提高现有的协议在相同的诱饵强度下的密钥生成率。
2013-12-30 quant-ph
A Perfectly Distributable Quantum-Classical Algorithm for Estimating Triangular Balance in a Signed Edge Stream
Fujitsu Research of America Inc.（富士通美国研究院）；University of California at Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）
本文提出一种量子-经典算法，用于高效估计有向边流中不同符号配置的三角数量，通过量子草图寄存器和经典估计器结合，实现空间优势。
2026-03-17 cs.CC quant-ph
Unpredictability is perfectly possible in a deterministic universe
我们重新讨论了在确定性的宇宙中如何出现不可预测性这个棘手的问题，重点放在酉量子理论上。我们讨论为什么量子不可预测性是无关的可能性，有些人称之为“自由意志”，为什么现有的“自由意志”的论点本身是无关的，以争取或反对一个物理理论。
2022-10-13 physics.hist-ph quant-ph
Quantum metrology of noisy spreading channels
我们提供了最佳的测量策略，一类嘈杂的信道，减少到身份信道的一个特定值的参数（扩展信道）。我们提供了一个例子，是物理相关的：在相位随机噪声的存在下的位移的绝对值的估计。令人惊讶的是，这种噪声不会影响最佳测量的有效性。结果表明，对于小位移，在平均能量相同的情况下，压缩真空探测场是最优的。挤压后光电探测是获得量子费舍尔信息的最佳探测策略，而通常使用的零差探测在小位移的限制下变得无用，由于相同的效果，在光学超分辨中给出瑞利诅咒。有一个量子优势：具有$N$平均光子的压缩态或Fock态允许以比具有相同能量的经典态更好的精度来渐进地估计参数，其中$\sqrt{N}$。
2022-11-29 quant-ph
Perfect Quantum Routing in Regular Spin Networks
描述了耦合量子网络的规则族，使得量子比特的未知状态可以在距离上线性的时间内从任何节点完美地路由到任何其他节点。与以前的构造不同，这种传输可以在任何指定数量的空间维度上的局部网络上完美地实现。路由状态的能力，以及网络的规则性，与完美的状态转移方案相比，大大提高了该方案的实用性。该结构也可以用于纠缠产生。
2010-07-19 quant-ph
Trading causal order for locality
该研究从因果视角分析无纠缠的量子非局域性系综（QNLWE），提出利用无确定因果序的局域操作与经典通信（如AF/BW过程）来完全区分SHIFT系综等态，证明了量子非局域性可以以牺牲确定因果序为代价而消失，并探讨了多方推广在密码学和可分量子操作中的价值。
2023-09-13 quant-ph
Entanglement can completely defeat quantum noise
我们描述了两个量子信道，单独不能发送任何信息，即使是经典的，没有一些解码错误的机会。但是每个通道的单一使用可以完美可靠地发送量子信息。这证明了零误差经典容量表现出超激活，这是超可加性现象的极端形式，其中纠缠输入允许在零容量信道上进行通信。但我们的结果仍然更强，因为当两个信道结合时，它甚至允许零错误量子通信。因此，我们的结果显示了一种新的显着的方式，其中两个系统之间的纠缠可以用来抵抗噪音，在这种情况下完美。我们还展示了一种新的形式的超激活的纠缠之间共享发送器和接收器。
2011-09-02 quant-ph
Impossibility of Perfectly Complete Many-Round Key Agreement in the QROM
University of Cambridge（剑桥大学）；Shenzhen Research Institute of Big Data（深圳大数据研究院）；Tsinghua University（清华大学）；University of California San Diego（加州大学圣迭戈分校）
本文在QROM中证明，无法以黑箱方式从量子安全OWF构造完美完备多轮QKA协议，窃听者可通过$O((q_A+q_B)^5)$次经典查询恢复共享密钥，该界限与多参数无关，且优于此前仅适用于两轮或依赖猜想的结果。
2026-08-05 quant-ph
Wide-field quantitative magnetic imaging of superconducting vortices using perfectly aligned quantum sensors
本研究利用完美对齐的钻石量子传感器，实现了超导薄膜中涡旋杂散场的宽场定量成像，精度达±10%，为各种超导体的表征提供了准确且广泛适用的方法。
2023-10-24 cond-mat.supr-con quant-ph
Optimising quantum data hiding
针对现有量子数据隐藏态难以兼具可分性与完美正交性的问题，本文构造了群对称、可分、完美正交且部分转置不变的新数据隐藏态。
2025-10-03 quant-ph
Generation of perfectly entangled two and three qubits states by classical random interaction
本研究探讨了寻找一个哈密顿量的完美纠缠的可能性，它对应于几个量子信息平台的兴趣在目前的时间。然而，在这项研究中，我们使用了一种从其他量子计算设备中脱颖而出的超导电路，特别是因为量子比特可以通过电容器或微波腔耦合，这使我们能够在设计参数中结合高相干性，快速门和高灵活性。目前有两个因素限制了超导处理器的性能：时序失配和纠缠门限制为两个量子比特。在这项工作中，我们提出了一个两个量子比特的SWAP和一个三个量子比特的Fredkin门，此外，我们还演示了两个和三个可编程超导量子比特之间的完美绝热纠缠产生。此外，在这项研究中，我们还展示了随机退相，发射和吸收噪声对量子门和纠缠的影响。数值模拟结果表明，在弱耦合条件下，CSWAP门和$W$态的产生可以一步完成，且具有较高的可靠性。因此，我们的方案将有助于量子隐形传态，量子通信，和其他领域的量子信息处理。
2022-12-06 cond-mat.supr-con quant-ph
Arithmetic of Bohr Frequencies Governs Uniform Mixing in Randomly Timed Quantum Spin Chains
Seoul National University（首尔大学）
本文研究随机定时量子自旋链中均匀混合的条件，发现当N+1为2的幂、素数或两倍素数时可行，并利用单位根和环面相位分布分类奇偶性碰撞。
2026-09-15 quant-ph
Stronger Methods of Making Quantum Interactive Proofs Perfectly Complete
本文提出了在量子交互证明中实现完美完整性的更强方法。首先，证明了QMA中的任何问题都有一个具有常数可靠性误差的完全完备的双消息量子交互证明系统，其中验证者只需发送常数个EPR对的一半。这特别意味着QMA类必然包含在具有完美完备性的双消息量子交互证明的问题类QIP_1（2）中，这给出了QMA在量子交互证明方面的第一个非平凡上界。证明了任何具有$m$ -消息量子交互证明系统的问题必然具有完美完备的$(m+1)$ -消息量子交互证明系统。这改进了之前Kitaev和Watrous的结果，其中如果不使用并行化结果，则所得到的完美完整性系统需要$m+2$消息。
2013-05-17 cs.CC quant-ph
Quantum error correction for continuously detected errors
我们证明了量子反馈控制可以作为一个量子纠错过程，用于校正由弱连续测量引起的误差。特别是，当误差模型被限制为每个物理量子比特一个完美测量的误差通道时，量子反馈可以起到完美保护稳定器码空间的作用。使用稳定器的形式主义，我们得到一个明确的计划，涉及反馈和一个额外的常数哈密顿量，以保护（$n-1$）的量子位的逻辑状态编码在$n$物理量子位。这适用于泊松（跳跃）和白噪声（扩散）测量过程。此外，在这个方案中，通用量子计算是可能的。作为一个例子，我们表明，检测到的自发发射误差校正与驱动哈密顿可以大大减少所需的冗余量，以保护一个国家，从先前已经假设[例如，Alber \emph{et al.}，物理学评论快报。86，4402（2001）]。
2003-07-24 quant-ph
Approximate quantum error correction
当且仅当量子信道不减少输入态的相干信息时，在该信道中出现的误差才能被完全校正。我们表明，如果相干信息的损失是小的，那么近似误差校正是可能的。
2001-12-18 quant-ph
Single-photon router: Coherent Control of multi-channel scattering for single-photons with quantum interferences
我们提出了一个单光子路由器，它使用一个具有反转中心的单原子耦合到由耦合谐振腔波导制成的量子多通道。我们证明了原子的自发发射可以引导单光子从一个量子信道进入另一个量子信道。由于光跃迁原子振幅的量子干涉，按需经典场完美地关闭了单光子路由。入射通道中的全反射是由于连续介质中的光子束缚态。发现了两个虚通道，即无散射通道和可控通道，它们是量子信道的相干叠加。在无散射通道中的任何入射光子都被完全透射。可控信道的传播状态与无散射信道的传播状态正交。可控通道中的单光子可以被原子完全反射或透射。
2014-01-11 quant-ph
Some Entanglement Survives Most Measurements
本文研究非投影测量制备量子系统的局限性，证明在弱测量序列下，除非测量算符变为完全投影，否则系统与环境间某些纠缠必然保留，并给出相关结果。
2024-02-26 quant-ph
Hierarchy of hidden nonlocality: A genuine activation of Incompletability
Indian Statistical Institute（印度统计学院）
本文提出“不完备性激活”概念，证明存在初始可被LOCC完美区分的正交集合，经LOCC变换后变为严格不完备集，并揭示激活不完备性必然激活非局域性，反之不成立，从而建立两种激活现象之间的层级关系。
2026-07-02 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
A Statistical Model of Information Evaporation of Perfectly Reflecting Black Holes
我们为黑洞的量子信息蒸发现象提供了一个统计通信模型。黑洞在一个非常特殊的状态下表现为一个反射量子信道，这允许接收器完美地恢复所吸收的量子信息。完美反射（PR）黑洞的量子信道是无限多个量子比特克隆信道的概率加权和。在这项工作中，我们揭示了PR黑洞信息蒸发过程的统计通信背景。我们证明了克隆量子粒子的密度随PR黑洞质量的变化近似于卡方分布，而受激发射过程的特征是零均值、圆对称的复高斯随机变量.结果导致概率密度演化中存在瑞利随机分布系数，证实了黑洞信息蒸发统计通信模型中存在瑞利衰落（一种特殊类型的随机涨落）。
2014-11-27 cs.IT gr-qc hep-th
Repulsive van der Waals interaction between a quantum particle and a conducting toroid
我们计算了理想导电环对可极化量子粒子施加的非延迟色散力，理想导电环是最常见的具有非平凡拓扑结构的物体之一。我们采用了一个方便的方法开发的Eberlein和Zietal，基本上涉及到量子粒子和一个完美的任意形状的导电表面之间的色散力的量子计算问题的一个相应的经典问题的静电。考虑到量子粒子位于环的对称轴上，我们用这种方法得到了量子粒子与导电环之间范德华相互作用的精确解析结果。令人惊讶的是，我们发现，对于适当的值的两个半径的环形的量子粒子上的色散力是排斥的。这是一个值得注意的结果，因为在文献中很少报道真空中仅涉及电物体（和粒子）的色散相互作用中的排斥。最后的评论是关于特定的限制情况下，例如，量子粒子纳米环系统。
2018-07-19 quant-ph
Perfect Quantum Privacy Implies Nonlocality
私有态是可以从中提取出完全安全的密钥的那些量子态。它们代表了量子隐私的基本单位。在这项工作中，我们表明，属于这个类的所有国家违反了贝尔不等式。这一结果建立了量子域中完美隐私和非定域性之间的联系。
2011-01-05 quant-ph
Design of Quantum Stream Cipher: Part-I -Lifting the Shannon Impossibility Theorem-
本文纪念H.P. Yuen教授，介绍量子流密码从标准型向广义型发展的附加随机化方法，验证其针对密钥已知明文攻击的信息论安全性优于量子数据锁定，突破香农不可能性定理。
2025-03-19 quant-ph
Quantum Cloning Machines and the Applications
不可克隆定理是量子力学和量子信息科学的基础，它指出一个未知的量子态是不可能完全克隆的。然而，我们可以尝试以最佳保真度近似地克隆一个量子态，或者相反，我们可以尝试以最大的概率完美地克隆它。因此，针对不同的量子信息协议设计了各种量子克隆机。具体来说，量子克隆机可以用来分析诸如BB84协议、六态协议、B92协议及其推广等量子密钥分发协议的安全性。一些著名的量子克隆机包括通用量子克隆机、相位协变克隆机、非对称量子克隆机和概率量子克隆机等。近年来，量子克隆机的研究及其应用和实现在理论和实验上都取得了很大的进展。在这篇综述中，我们将对量子克隆的重要进展以及相关的一些问题进行全面的描述。另一方面，这篇综述是自洽的，特别是，我们试图提出一些详细的公式，以便在这些结果的基础上进行进一步的研究。
2014-08-02 quant-ph
Process verification of two-qubit quantum gates by randomized benchmarking
我们实现了一个完整的随机基准协议上的两个超导量子比特的系统。该协议由Clifford群中的门随机化组成，这些门是通过改进的双量子位交叉共振门实现和单量子位幺正实验产生的。由此，我们提取出Clifford的最佳平均误差为0.0936。我们还进行了一个交错实验，交替我们的最佳两个量子比特门与随机两个量子比特克利福德门，以获得0.0653的两个量子比特门误差。我们将这些值与从量子过程层析成像获得的~0.12的两量子比特门误差进行比较，这可能受到状态准备和测量误差的限制。
2012-11-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Frequency estimation under non-Markovian spatially correlated quantum noise: Restoring superclassical precision scaling
研究了时空相关非经典噪声背景下纠缠增强的Ramsey干涉术的估计精度。我们的分析依赖于一个精确的表达式的减少密度矩阵的量子位探针下一般的零均值高斯平稳移相，这是建立通过累积量扩展技术，并可能是独立的兴趣在非马尔可夫开放动力学的背景下。通过继续和扩展我们以前的工作[Beaudoin等人，Phys. Rev. A 98，020102（R）（2018）]，我们分析了量子位探针与其环境之间的非集体耦合机制的影响，重点关注两种限制性场景，其中耦合可能仅采用两个或连续的可能值。在典型的情况下，自旋玻色子退相噪声从热环境中，我们发现，它是可以抑制，平均而言，空间相关性的影响，通过随机化的位置的探针，只要足够的配置被采样的噪声相关性是负的。结果，超经典精确标度渐近恢复初始纠缠态，包括实验上可达到的单轴自旋压缩态。
2022-11-01 quant-ph
The capacity of black holes to transmit quantum information
研究了粒子与黑洞视界相互作用的量子动力学过程中产生的量子信息传输信道的性质。我们计算了量子信道容量在两个极限情况下，其中一个单字母的能力是已知存在的：完美反射和完美吸收黑洞的限制。我们发现完全反射黑洞通道与Unruh通道密切相关，并且其容量是非零的，允许在黑洞视界外完美重构量子信息.我们还发现，在这种情况下，互补通道（在视界后面传输纠缠）是纠缠打破，与消失的能力。在完全吸收黑洞的极限下，我们计算了黑洞通道的量子容量，发现这种容量为零，而互补通道的容量不为零.这一发现并没有给量子物理带来新的危机，相反，它符合量子不可克隆定理，因为它保证了不存在既包含发送者的量子态又包含接收者的重构量子态的类空间表面。
2014-05-21 gr-qc hep-th quant-ph
Perfect Discrimination of Non-Orthogonal Quantum States via Adaptive Post-Measurement Queries
Faculty of Information Technology, University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学信息技术学院）
该研究提出自适应测量后查询的量子态区分框架，证明测量后获取的1比特信息更具价值，给出对应最优策略的通用方法，实现非正交量子态的完美区分。
2026-08-04 quant-ph
The Impossibility of Quantum State Mirroring on Square Lattices
我们讨论了工程的哈密顿量，可以完美地反映了许多激发存储在一个正方形晶格的状态的可能性。与链的充分研究的情况相比，有可能加快信息传输。然而，我们证明，在一个大类的情况下，完美的状态镜像的正方形晶格是不可能的。
2007-02-09 quant-ph
Super-Activation of Zero-Error Capacity of Noisy Quantum Channels
我们研究了以下零差错通信场景中的各种超激活效应：一个发送者希望通过噪声量子信道将经典或量子信息发送到一个零差错概率的接收者。首先，我们表明，有量子信道，其中一个单一的使用是不能够完美地传输经典信息，但两个使用可以。这是通过在给定信道的不同用途之间采用纠缠输入态来实现的，因此对于经典信道不会发生。其次，我们给出了一类零差错经典容量为零的量子信道，使得当一个无噪声量子比特信道或一个ebit共享纠缠可用时，它可以用来传输$\log_2 d$无噪声量子比特，其中2d是输入态空间的维数。第三，我们进一步构造了零误差经典容量为零的量子信道，在经典反馈的辅助下，可以同时传输经典信息和量子信息。这些惊人的发现不仅表明量子信道的零差错量子和经典容量都满足超越任何经典信道的强超可加性，而且还突出了辅助物理资源在零差错通信中的激活能力。
2009-06-15 quant-ph
Extensible router for multi-user quantum key distribution network
提出了一种基于波长路由的量子密钥分发（QKD）网络方案。由多个波分复用器组成的“量子路由器”可以在不破坏量子信号量子态的情况下对量子信号进行路由。结合现有的点对点QKD技术，我们可以建立一个完美的QKD星型网络。并给出了该方案的一个简单的特点和可行性。
2006-08-30 quant-ph
Quantum switching networks for perfect qubit routing
我们发展了Christandl et al. [M. Christandl，N.达塔，T。C. Dorlas，A. Ekert，A. Kay和A. J. Landahl，Phys.Rev.A71，032312（2005）]，以示出d-超立方体同质网络如何可以通过附加链路来修饰，以在独立于所选择的路由并且令人惊讶地独立于网络的大小的持续时间内在任何给定的输入和输出节点之间完美地路由量子信息。
2007-06-26 quant-ph
