Quantum Cloning, Eavesdropping and Bell's inequality
我们分析了量子密码信道上的各种窃听策略。我们提出了一个窃听者限制到一个二维探头的最佳策略,与每个传输的信号进行在线交互。讨论了传输的安全性和违反贝尔不等式之间的联系。我们还使用量子复制机来窃听和传播量子信息。
1996-11-25 quant-ph
Quantum Cloning, Bell's Inequality and Teleportation
分析了利用Buzek-Hillery量子复制机(不一定是通用的量子克隆机)的双比特输出态作为隐形传态通道的可能性。我们证明了在一定的机器参数$ξ$值范围内,两个量子比特的输出态是纠缠的,并且违反了Bell-CHSH不等式;在不同的机器参数范围内,两个量子比特的输出态保持纠缠,但是不违反Bell-CHSH不等式.此外,我们观察到,对于某些值的机器参数的两个量子比特的混合状态可以被用作隐形传态信道。使用Buzek-Hillery克隆机的输出状态作为传送通道,为克隆机提供了额外的吸引力,也为我们目前的工作提供了动力。
2008-09-01 quant-ph
Dual entanglement measures based on no local cloning and no local deleting
不可克隆性和不可删除性是量子世界中信息处理的重要限制。另一方面,已知的量子态总是可以被克隆或删除。但是,如果我们限制允许的操作类别,则会对克隆和删除机器的能力产生限制。我们已经证明,克隆和删除已知的状态一般是不可能的本地操作。这种不可能性暗示了状态中的量子相关性。基于不可局域克隆和不可局域删除的双重限制,提出了量子关联的双重测度。这些度量是(通常不可能的)完美局部克隆或局部删除过程中的期望状态与通过不完美局部克隆或删除机器实际获得的最佳近似状态的相对熵距离。与纠缠代价和可消除纠缠的双重度量一样,所提出的度量也是基于量子信息中的重要过程。我们讨论他们的财产。对于纯态的情况,还提供了这两个度量的估计。有趣的是,两个二能级系统的最大纠缠态的克隆纠缠不是统一的。
2004-12-08 quant-ph
Distillation of Bell states in open systems
在这项工作中,我们审查了整个分类的2x2可验证状态的协议与有限数量的副本。我们展示了一个蒸馏协议,允许在任何时候在真空中的初始单态的非零概率蒸馏贝尔态。结果表明,在非零热浴中使用相同的协议产生了相当大的纠缠恢复。
2009-08-14 quant-ph
Distinguishability of the Bell states
如果只允许局部操作和经典通信(LOCC),则不能总是(确定地)区分两个以上的多体正交状态。利用现有的纠缠度量之间的不等式,我们表明,任何三个贝尔态不能区分LOCC。利用这个不等式,我们计算了一类(4 \otimes 4)混合态的纠缠度.
2001-07-03 quant-ph
Gisin's Theorem for Arbitrary Dimensional Multipartite States
给出了任意维一般纯多体量子态可分性的一组贝尔不等式。研究了贝尔不等式与可积性的关系。我们证明了任何违反这些贝尔不等式之一的量子态都是可解的。
2010-06-17 quant-ph
Distinguishing locally of quantum states and the distillation of entanglement
本文试图探讨局域区分与纠缠度提取的关系。定义了一组纯态的区别信息(DI)和最大区别信息(MDI)。给出了纠缠升华的信息论解释。得到了最大可分辨信息与纠缠度之间的关系。作为这个关系的一个应用,我们给出了Bell对角态的可压缩纠缠。
2002-02-27 quant-ph
Local Cloning of Entangled Qubits
讨论了在局域操作和经典通信下正交纠缠量子比特的精确克隆。在不同的情况下,获得了空白副本所需的缠结量。令人惊讶的是,对于两个量子比特系统的两个非最大但相等纠缠态的特定集合,这个量大于1 ebit。克隆任何三个两个量子比特贝尔状态至少log2 3 ebit是必要的。
2007-07-06 quant-ph
Cloning Entangled Qubits to Scales One Can See
通过放大光子量子比特,可以产生包含足够人眼可见光子的状态,从而可能将量子效应带到宏观尺度[1]。本文从理论上研究了利用不同类型的光子量子比特光克隆机放大纠缠光子对的一侧所获得的量子态。我们提出了一个检测方案,涉及有损阈值检测器(如人眼)的放大侧和传统的光子探测器的另一侧。我们表明,这种粗粒度的测量得到的相关证明了初始光子对的纠缠,并没有证明的纠缠的放大状态。我们强调的重要性,贝尔违反实验中的检测漏洞,给出了一个简单的制备技术,违反贝尔不等式,而不关闭这个漏洞的可分离状态。最后分析了放大态的真实纠缠及其对放大前、放大中和放大后损耗的鲁棒性。
2010-05-27 quant-ph
Universal distillation of quantum entanglement
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心);The Chinese University of Hong Kong, Shenzhen(香港中文大学(深圳));International Quantum Academy(国际量子学院);Nagoya University(名古屋大学)
本文提出一种不依赖输入态描述的普适LOCC协议,证明即使未知输入态,也能达到最优的可蒸馏纠缠速率,从而将可蒸馏纠缠确立为稳健的操作量。
2026-10-01 quant-ph
Multipartite positive-partial-transpose inequalities exponentially stronger than local reality inequalities
我们证明了$N$ -partite量子态的{ \it every}部分转置的正性蕴含着新的Bell关联不等式,它比标准贝尔不等式式强$2^{(N-1)/2}$倍.不等式的违反意味着系统处于一个二分可纠缠态。事实证明,由Dür {[Phys. Rev. Lett. { \bf 87},230402(2001)]}违反了$N\geq 4$的不等式。
2007-07-18 quant-ph
Secure key from bound entanglement
我们刻画了包含密码私钥的共享量子态集合。这使我们能够将隐私理论重新塑造为与纠缠操纵密切相关的范式。结果表明,人们可以从束缚纠缠态中提取出任意安全的密钥。也有一些状态的可验证私钥比状态的纠缠成本少。一般来说,可纠缠密钥的数量由纠缠的相对熵从上到下限定。对于一类Bell态与可分离隐藏态相关的状态,发现了可分离性与可分离性之间的关系。我们还描述了一种技术,用于发现在纠缠蒸馏中表现出不可逆性的状态。
2005-04-22 quant-ph
Entangling Quantum Memories via Heralded Photonic Bell Measurement
本文比较单轨与双轨光子编码在量子存储器纠缠交换中的性能,分析非理想因素对可蒸馏纠缠和保真度的影响,并研究纠缠蒸馏方案。
2023-07-28 quant-ph
Quantum cloning of steering
在全局状态下的量子操纵允许观察者通过对另一部分执行不同的本地测量来远程地将子系统操纵到不同的系综中。我们表明,在一般情况下,这个属性不能被完美克隆的任何联合操作之间的转向子系统和第三个系统。完美克隆是可行的,当且仅当初始状态是零不一致的。我们还研究了使用通用克隆机克隆贝尔态的操纵量子比特的过程。在两个复制子系统中观察到了Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)转向,这是一种存在于没有局域隐态模型的态中的量子关联。这与量子操纵(EPR操纵)不可克隆的结论相矛盾[C. Y. Chiu等人,npj Quantum Inf. 2,16020(2016)]基于用于EPR转向的互信息准则。
2023-01-12 quant-ph
A family of nonlocal bound entangled states
束缚纠缠是一种纠缠但不可解的纠缠态,它除了在某些量子信息任务中有应用外,还对我们理解非定域性与纠缠之间的关系起着至关重要的作用。最近,人们在一个二量子系统中构造出了违反贝尔不等式的束缚纠缠态,从而推翻了Peres关于束缚纠缠是局域的猜想。在这里,我们将为所有大于2的有限维构造这种非定域束缚纠缠态,使它们在大多数一般系统上的实验证明成为可能。我们提出了一个贝尔不等式,基于Hardy型参数的非局部性,和一个指导不等式,以确定他们的非局部性。我们还提供了一族纠缠见证者来检测它们超越贝尔不等式和转向不等式的纠缠。
2015-09-30 quant-ph
State Dependent and Independent cloner: Cloning and Broadcasting
在这项工作中,我们广泛地研究了纠缠的广播问题。在第一部分的工作中,我们重新定义了态相关量子克隆机的概念,并在这个过程中,我们介绍了不同类型的态相关克隆机,如静态和动态态相关克隆机。我们得出的条件下,我们可以使这些克隆独立的输入状态。在广播部分,作为我们的资源初始态,我们从一般的两量子比特态开始,考虑了具体的例子,如非最大纠缠态(NME),Werner like态(WS)和Bell diagonal态(BDS)。我们适用于状态依赖/状态独立的克隆,本地和非本地,在这些情况下。顺便说一句,我们发现几个实例中,国家相关的克隆优于国家独立的克隆广播。这项工作给了我们一个全面的看法广播纠缠在不同的两个量子比特的状态,当我们有一个几乎用尽套克隆机在我们的阿森纳
2019-03-25 quant-ph
Error exponents for entanglement concentration
考虑将纯态的n个相同副本转换为期望大小的最大纠缠态的纠缠集中方案,其成功概率在渐近极限中接近1。我们给出了一个错误指数的函数,它表示当n趋于无穷大时失败概率的下降率,即每个副本中提取的Bell对的数量。该公式填补了概率集中中纠缠熵的最小上界与确定性集中中纠缠熵的最大上界之间的空白。利用信息论中的类型方法,可以从误码率的角度对纠缠进行详细的分析。除了概率的参数,我们考虑另一种类型的纠缠浓度计划,其中的初始状态被确定性地转换成(可能是混合)的最终状态,其保真度的最大纠缠状态的所需的大小收敛到一个渐近极限。我们表明,相同的公式中的概率参数是有效的参数上的保真度取代的成功概率。此外,我们还讨论了当最佳成功概率或最佳保真度在渐近极限(强逆)收敛于零时的纠缠产额,并给出了这些情形的显式公式。
2002-12-19 quant-ph
Dissipation-enabled resonant adiabatic quantum state transfer: Entanglement generation and quantum cloning
讨论了单光子波包的偏振自由度与量子发射体之间的共振耗散绝热量子态转移过程。这些研究推广了前人的工作[N. Trautmann和G. Alber,Phys.Rev.A93,053807(2015)]通过考虑自发发射的光子波包和非绝热校正的性质。结果表明,这些绝热单光子量子态转移过程的光子自由度可用于被动、预示和确定性地制备两种材料量子发射体的Bell态,以及实现一大类对称和非对称量子克隆过程.虽然这些理论研究集中在波导的情况下,他们预计也为其他情况下,只要所涉及的过程是绝热的,使傅立叶有限带宽的单光子波包涉及的是小的相比,相关的耗散率。
2021-11-15 quant-ph
Interplay among entanglement, measurement incompatibility, and nonlocality
本研究通过广义贝尔不等式量化非局域行为所需的纠缠,推导解析下界并应用于现实态,揭示纠缠与测量不相容性非简单权衡,优化不等式可提升纠缠估计。
2025-06-20 quant-ph
Stationary entanglement and nonlocality of two qubits or qutrits collectively interacting with the thermal environment: The role of Bell singlet state
研究了两个量子比特在同一热环境中集体相互作用时的稳态纠缠和稳态非定域性。我们假设两个量子比特初始处于Werner态或类Werner态,发现热环境可以使两个量子比特成为稳态非定域。详细给出了环境的平均热光子数与两量子比特纠缠度和非定域性之间的解析关系。结果表明,Bell单重态的分数在公共热库增强两个量子比特纠缠的现象中起着关键作用。此外,我们还发现,只要Bell单重态在初始态中所占的比例不小于2/3,零温热库中两个量子比特的集体衰变就可以产生一个稳定的最大纠缠混合态.这为在囚禁离子、量子点、约瑟夫森结等物理系统中制备最大纠缠混合态提供了一条可行的途径。对于两个量子在零温度下集体耦合到热库的情形,我们发现集体衰变可以导致两个量子在最大混合态的纠缠.两量子态的集体衰变也可以从初始的负的部分转置束缚纠缠态诱导出可纠缠态。
2008-07-25 quant-ph
Genuine Bell locality and nonlocality in the networks
本文研究网络中的真正Bell局域性与非局域性,提出涉及更多关联子的线性和非线性Bell型不等式,利用Pauli算符设计Bell测试并证明其最大违背,最后演示纠缠交换替代联合测量。
2023-06-27 quant-ph
Complementarity in Quantum Information Processing Tasks
互补性一直是物理系统的一个有趣的特征。本文在量子信息处理任务的框架中建立了一种新的互补关系。在纠缠广播中,我们从一个给定的纠缠态出发,通过局域和非局域的克隆操作,产生多对纠缠度较小的纠缠态。这些纠缠态可以用于各种信息处理任务,如隐形传态和超密度编码。由于这些状态是纠缠度较低的状态,因此很直观地说,这些状态不会像初始状态那样强大。在这项工作中,我们研究了这些状态在传送和超密集编码等任务中的有用性。更确切地说,我们发现了他们的能力范围内的几个互补的关系,涉及广播的保真度。原则上,我们已经考虑了一般的混合作为一个资源,也分别提供不同的例子,如a)维尔纳样态,b)贝尔对角态。在这里,我们使用了本地和非本地克隆操作作为广播手段。在我们的工作的后半部分,我们扩展了这一结果,获得的边界形式的互补关系的情况下,我们使用了$1-N$克隆转换,而不是$1-2$克隆转换。
2016-08-02 quant-ph
Modification of relative entropy of entanglement
我们提出了修正的相对熵(MRE),它被证明是可压缩纠缠(DE)的上界,也是纠缠的相对熵(RE)的上界,是形成纠缠(EF)的下界.对于纯态,通过要求MRE等于EF来求MRE。对于混合态,通过定义总相对密度矩阵来计算MRE。对于两个量子比特系统,我们得到了依赖于纯态分解的MRE的显式和“弱”封闭表达式,并给出了计算多个量子比特系统MRE的原则算法。MRE显著地提高了RE的可计算性,降低了EF对纯态分解的敏感性,揭示了类似偏离态与Bell态的特殊差异,恢复了与信息论一致的组分态概率对数依赖性。作为例子,我们计算了Bell态和Bell态的偏离态的混合态的MRE,并与EF和Wootters的EF进行了比较。此外,我们还研究了MRE的重要性质,包括在局域一般测量(LGM)和经典通信(CC)下的行为。
2002-05-13 quant-ph
Broadcasting of non-locality
本文利用通用Buzek-Hillary局域量子克隆机研究非定域性的广播,证明在Bell-CHSH、CJWR导引及Svetlichny不等式框架下,两量子比特和三量子比特系统的非定域性及导引性均无法通过局域克隆广播。
2024-04-24 quant-ph
Local Hidden Variables Underpinning of Entanglement and Teleportation
维格纳函数为非负的纠缠态可以被看作是由局部隐变量(LHV)解释的。最近,有研究贝尔不等式违反(BIQV)的这种状态结合著名的贝尔定理,排除BIQV的理论,有LHV的基础。我们将这些研究扩展到基于纠缠的隐形传态。我们调查,如果,在何种程度上,以及在什么条件下可以通过LHV理论占隐形传态。我们的研究使我们能够揭示各种量子要求的作用。例如,非对易算子之间的不确定关系,以及强制在初始端口完全消除隐形传态的不可克隆定理。
2006-11-05 quant-ph
Analytic Semi-device-independent Entanglement Quantification for Bipartite Quantum States
定义了贝尔不等式的非简并性,它描述了在贝尔环境中,如果选择并固定一个贝尔不等式和所涉及的局域测量,则任意给定维数的量子态及其正交的量子态不能同时显著地违反该不等式.通过选择适当的非简并贝尔不等式,我们证明了对于给定维数的未知二体量子态,仅基于测量统计,我们可以给出形成纠缠甚至可消除纠缠的解析下界,使得整个过程半器件无关.刻画了非退化贝尔不等式的数学结构,证明了相当多著名的贝尔不等式是非退化的.我们证明了我们的方法通过量化量子纠缠qutrit-qutrit状态的基础上违反CGLMP不等式。
2019-12-04 cs.IT math.IT quant-ph
Broadcasting of correlations via orthogonal & non-orthogonal state dependent cloners
在这项工作中,我们广泛地研究了广播的纠缠状态依赖与状态无关的克隆人的问题。首先,我们重新定义了状态相关量子克隆机(SD-QCM)的概念,并在此过程中,我们介绍了不同类型的SD-QCM,即正交和非正交克隆机。我们推导出这些克隆的保真度将成为独立的输入状态的条件。我们注意到,这样的构造允许我们以具有输入状态的部分信息为代价来最大化克隆保真度。在讨论纠缠的传播时,我们先从一个一般的两比特态开始,然后考虑一个特殊的Bell对角态。我们应用状态相关和状态无关克隆(正交和非正交),本地和非本地,输入资源状态,并获得一个范围内的输入状态参数的纠缠广播。我们的研究结果突出了几个实例中的状态相关的克隆优于他们的状态独立的广播纠缠。我们的研究提供了一个比较的角度来看广播纠缠通过克隆在两个量子比特的情况下,当我们有一些知识的资源合奏与情况下,当我们没有这样的信息。
2019-12-05 quant-ph