Experimental Quantum Cloning of Single Photons
尽管量子力学的定律禁止完美复制未知的量子系统，但近似克隆是可能的。实现光子的量子克隆的一种自然方式是通过受激发射。在这种情况下，克隆质量的基本量子限制是由不可避免的自发发射的存在所强加的。在我们的实验中，一个单一的输入光子刺激额外的光子从源的参数下转换的基础上发射。这导致产生具有接近最佳保真度的量子克隆。我们还证明了复制过程的普遍性，通过显示任意输入状态实现了相同的保真度。
2002-05-23 quant-ph
Novel cloning machine with supplementary information
可能克隆首先由段和郭提出。然后Pati建立了一种新型的克隆机（NCM），用于同时复制多个克隆的叠加。在本文中，我们讨论了新的克隆机与补充信息（NCMSI）。对于克隆两个状态的情况下，我们证明了NCMSI的最佳效率，其中原始方和补充方可以进行量子通信等于两步克隆协议，其中经典通信只允许原始和补充方之间实现。从这个等价性可以看出，NCMSI可以增加复制的成功概率。此外，一个上界的明确区分两个非正交的纯产品的状态。我们的研究推广和完善了文献中的结果。
2006-02-11 quant-ph
Universal optimal cloning of qubits and quantum registers
我们回顾了我们最近的工作的通用（即输入状态无关）的量子比特的最佳量子复制（克隆）。我们提出了描述量子比特的最佳克隆的幺正变换，并提出了相应的量子逻辑网络。我们还提出了一个最佳量子复制“机器”（变换）的网络，它从原始量子比特产生N+1个相同的副本。这里，复制品的质量（保真度）也不取决于原件的状态，而只是复制品数量N的函数。此外，我们还提出了在任意维希尔伯特空间中普适地、最优地克隆量子对象态的机器。特别是，我们讨论了量子寄存器的通用克隆。
1998-01-07 quant-ph
Test of Common Sense in Quantum Copying Process
我们相信，我们有更多的{ \it先验}信息的输入状态，我们可以更好地在量子克隆机克隆的质量。几年前，通过分析输入状态是两个非正交状态之一的情况，证实了这个常识性的想法。如果{ \it先验}信息由香农熵测量，常识预测克隆的质量随着$N$的增加而变差，其中$N$是可能的输入状态的数量。然而，我们表明，由香农熵测量的{ \it先验}信息不影响克隆的质量。相反，不可克隆定理和可能的输入状态的“密集性”在确定质量方面起着重要作用。具体地说，当$N \geq 3$ .
2010-12-01 quant-ph
State-Dependent Quantum Copying: an adaptive ancillary systems and its limitations
Jaypee Institute of Information Technology（贾伊皮斯信息技术学院）
本文提出了一种基于自适应辅助系统的依赖状态量子克隆方法，并探讨其在Rydberg原子中的应用与限制。
2026-01-04 physics.atom-ph quant-ph
Quantum cloning of orthogonal qubits
一个最佳的通用克隆变换，从一对正交的量子比特产生一个未知的量子比特的M个副本。当M>6时，相应的克隆保真度高于一对相同量子比特的最佳复制保真度。结果表明，这种克隆变换可以实现概率通过参数下转换通过馈送信号和空闲模式的非线性晶体与正交偏振光子。
2001-10-02 quant-ph
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
不可能完美复制（或克隆）任意量子态是量子系统物理学的基本规则之一。执行最佳近似克隆的过程已经在许多情况下被发现。这些“量子克隆机”是研究各种任务的重要工具，例如状态估计和窃听量子密码学。本文提供了一个全面的审查量子克隆机（包括离散维和连续变量量子系统），此外，它提出了克隆在量子密码学中的作用，最佳克隆和光放大之间的联系，通过受激发射，和最佳量子克隆的实验演示。
2005-11-09 quant-ph
A quantum-copying machine for equatorial qubits
Bužek和Hillery提出了一种通用量子复制机（UQCM）（即，变换）来分析克隆任意状态的可能性。UQCM复制量子力学态，其输出的质量不依赖于输入。我们提出了一个略有不同的变换来分析一组有限的输入状态。我们给出了两个输出态的密度矩阵相同和输入密度算符与输出密度算符之间的距离与输入态无关的条件。利用Hilbert-Schmidt范数和Bures保真度，我们证明了我们的变换可以达到保真度的上界。
2001-01-03 quant-ph
Copying Quantum States
Radboud Universiteit（拉博德大学）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
本文在量子概率论框架下，使用C*-代数与单位完全正映射，证明量子信息中的不可广播定理与不可克隆定理。
2026-07-03 quant-ph
Some bounds for quantum copying with multiple copies
研究了态相关N=>L克隆的相对误差。未指定复制转换和状态空间的维数。只使用量子力学变换的么正性。所提出的方法是基于两个状态之间的角度的概念。首先，讨论了两个状态之间的夹角的概念。研究了多拷贝复制的相对误差的下限。此外，研究了绝对误差的下界。我们比较得到的界限的情况下，最大化的全球保真度。
2002-08-13 quant-ph
Joint measurements on qubits and cloning of observables
与标准的态克隆不同，观测量克隆的目的是复制编码在一类观测量统计中的信息，而不是复制量子态本身。在这样一个过程中，重点是恢复原始信息所必需的量子操作（进化加测量）。我们分析，量子比特系统，克隆类产生的两个noncommuting可观的，阐明这样的过程和联合测量之间的关系。这有助于建立一个克隆观测值的最优性标准。我们看到，即使克隆机被设计为作用于由两个不可交换的可观测量产生的整个类，也可以达到联合测量的相同的最优性能。最后，与国家依赖克隆的联系是有启发性的。
2007-01-14 quant-ph
Quantum Correlations in Quantum Cloning
我们利用量子不和谐来描述Buzek-Hillery量子复制机\cite{bh}（不一定是通用的量子克隆机）中存在的相关性。换句话说，我们量化了在输出端口获得的量子态的原始副本和复制副本之间存在的关联。有趣的是，我们发现了机器参数的某些区域，即使在没有纠缠的情况下，量子无序也是非负的。这些非零的量子不和谐值是非经典关联存在的一个强有力的标志。这是向前迈出的一步，证明了量子不和谐和纠缠不是同义词。
2010-07-13 quant-ph
Bounds for state-dependent quantum cloning
由于不可克隆定理，未知的量子态只能以一定的概率近似或精确地被克隆。克隆器有两种类型：通用克隆器和依赖状态的克隆器。最优普适克隆器可以看作是一种特殊的依赖态的量子克隆器，它不需要关于态的信息。本文研究了状态集包含两个以上状态时的状态相关克隆问题。我们得到了这些过程的全局保真度的一些界。该方法不依赖于状态集中包含的状态的数量。它也独立于复制的数量。
2002-09-16 quant-ph
Virtual Cloning of Quantum States
针对非正交量子态不可克隆的限制，本文提出虚拟克隆协议，给出虚拟操作存在的充要判据，将最优协议构造归约为半定规划，并借助态区分建立最优克隆成本的普适界。
2025-07-23 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
High-fidelity copies from a symmetric 1 to 2 quantum cloning machine
提出了一种对称的1到2量子克隆机（QCM），该克隆机利用$0.90 \le F \le 0.95$对来自布洛赫球子午线的所有纯（单量子比特）输入态提供高保真拷贝. \cor{Emphasize is placed especially on the states of the (so-called) Eastern meridian, that includes the computational basis states $\ketm{0}, \ketm{1}$ together with the diagonal state $\ketm{+} = \frac{1}{\sqrt{2}} (\ketm{0} + \ketm{1})$, for which suggested cloning transformation is shown to be optimal.}-此外，我们还展示了如何利用这个QCM可以窃听在贝内特的B 92协议的量子密钥分发具有显着更高的成功率比获得普遍或赤道量子复制。
2010-01-29 quant-ph
Optimal Asymmetric Quantum Cloning
虽然禁止量子态完美复制的不可克隆定理作为量子力学的定义特征之一而闻名，但该理论允许状态被克隆的程度如何的问题尚未完全解决。本文在一些有趣的情况下，得到了量子点的M到N非对称克隆问题的严格解。中心的结果是解决1到N的普遍的非对称qudit克隆问题的确切的权衡克隆的结晶度为每个N和d的派生。当M=N-1时，量子比特也得到类似的结果。我们还考虑了依赖于状态的1到N量子比特克隆，提供了一个一般的参数化的海森堡星哈密顿量。在所有情况下，我们确定经济地实施克隆的可行性，即，在没有附属机构的情况下，并在经济实施不可能时确定附属机构的规模。
2012-08-28 quant-ph
Universal quantum cloning beyond noncontextual theory
Korea Institute of Science and Technology (KIST)（韩国科学技术院）；Korea University of Science and Technology（韩国科学技术大学）
研究通用量子克隆在非上下文理论中无法实现，通过揭示1→2克隆情形的上下文相关性及涵盖N→M情形示例，突出其非经典性质，对理解量子基础和应用有重要意义。
2026-07-08 quant-ph
Quantum cloning with continuous variables
克隆机，即实现与不可克隆定理兼容的量子态的最佳近似复制的变换，在过去五年中一直是一个基本的研究课题。考虑到量子克隆和量子密码学之间的密切联系，这项研究具有特别重要的意义：使用最佳克隆器通常可以在量子密码系统中获得最佳个体窃听策略的紧界。本章将分析连续变量量子系统的克隆问题，并引入高斯克隆变换。这个克隆器同样可以复制任何两个正则共轭连续变量，以相同的保真度（F=2/3）复制所有相干态。还将讨论该克隆器的光学实现及其扩展到N到M克隆器。最后，使用此克隆的安全性评估的量子密钥分发计划依赖于连续（高斯）的密钥载体将勾勒。
2002-10-09 quant-ph
Experimental demonstration of entanglement-enabled universal quantum cloning in a circuit
不可克隆定理禁止完美克隆未知的量子态。通用量子克隆机（UQCM）能够产生具有最佳保真度的任何输入量子比特的两个副本，是一个基本的兴趣，并在量子信息处理中有应用。这是通过输入量子位和复制量子位之间精心定制的非经典相关性实现的，这将UQCM与经典对应物区分开来，但其实验证明仍然缺乏。在这里，我们实现了超导电路中的UQCM，并研究这些相关性。测量到的纠缠与我们的理论预测一致，即它们与输入态无关，因此构成了UQCM的普遍量子行为，这是以前没有发现的。我们实验的另一个特点是实现了确定性和个体克隆，这与以前证明的UQCM相反，UQCM要么是概率性的，要么不构成个体量子比特的真正克隆。
2021-05-25 quant-ph
Asymmetric quantum cloning machines in any dimension
介绍了一族$N$维量子态的非对称克隆机。这些机器产生两个不完美的副本，从两个不同的海森堡通道出现的一个单一的状态。这些副本的质量之间的权衡是由于类似于海森堡不确定原理的互补性。一个无克隆不等式推导出各向同性克隆：如果$π_a$和$π_b$是去极化分数与两个副本，域在$(\sqrt{π_a},\sqrt{π_b})$ -空间位于一个特定的椭圆代表接近完美的克隆是禁止的。更一般地说，一个不可克隆的不确定性关系进行了讨论，量化的不可能复制施加的量子力学。最后，一个非对称泡利克隆机的定义，使两个近似副本的量子比特，而输入到输出操作的基础上的每个副本是一个（不同的）泡利通道。对称泡利克隆机的类示出提供概率$p_x$，$p_y$和$p_z$的泡利通道的量子容量的上限。
1998-08-31 quant-ph
Experimental Eavesdropping Based on Optimal Quantum Cloning
量子密码的安全性是由不可克隆定理保证的，这意味着窃听者复制传输的未知状态的量子比特会引起量子比特的扰动。然而，在实际的密码系统中，必须允许一定程度的干扰来覆盖，例如，传输损耗窃听者可以通过用更好的信道替换有噪声的信道，并通过对干扰它们但低于合法用户假设的噪声水平的传输量子比特进行近似克隆来攻击这样的系统。我们利用一种新研制的光子多功能量子克隆器[K. Lemr等人，A85，050307（R）（2012）]。我们证明了我们的最佳克隆设备具有高成功率，使窃听可能隐藏在通常的传输损耗。我们相信，这个实验可以刺激对量子克隆的其他操作应用的探索。
2013-05-02 quant-ph
Local copying of orthogonal entangled quantum states
在经典信息论中，原则上，人们可以产生任何输入状态的完美副本。在量子信息理论中，不可克隆定理禁止精确复制非正交态。此外，如果我们希望复制多粒子纠缠态，并且只能执行本地操作和经典通信（LOCC），则需要进一步的限制。研究了在LOCC限制下，利用纠缠空态复制正交量子态的问题。在整个过程中，子系统具有有限的尺寸D。我们表明，如果所有的状态被复制的非最大纠缠，然后新的LOCC复制程序的基础上的纠缠催化是可能的。然后，我们详细研究了LOCC复制问题，其中空白状态和至少一个被复制的状态是最大纠缠。为了使这成为可能，我们发现所有要复制的状态必须是最大纠缠的。在这些条件下，我们得到了LOCC复制的一个充分必要条件。对于两个正交的最大纠缠态，我们给出了这个条件的一般解。我们用它来证明，当D= 2，3时，任何一对正交的最大纠缠态都可以用一个最大纠缠空态局部复制。然而，我们还表明，对于任何D这不是素数，可以构建这样的状态对这是不可能的。
2004-11-17 quant-ph
Efficient Amplification of Photonic Qubits by Optimal Quantum Cloning
我们证明了偏振量子比特的相位无关量子放大器是预言量子比特放大器的互补放大器[N. Gisin，S. Pironio和N. Sangouard，Phys. Rev. Lett. 105，070501（2010）]。它采用1到2复制机制的多功能克隆器，能够提供由各种概率分布给出的量子位的近似副本，并针对具有轴对称的分布进行优化。所提出的解决方案在量子技术中的直接应用是可能的，使量子信息相干广播的范围加倍。它还优于在体非线性材料中使用受激发射的自然非线性放大器。我们认为放大器是一个重要的工具，放大量子信息发送通过量子信道与相位无关的阻尼。
2014-06-19 quant-ph
Two-qubit universal and state-dependent quantum cloning machine and quantum correlation broadcasting
由于量子力学的公理，完美克隆未知的量子态是不可能的。但由于不完美克隆仍然是可能的，一个问题出现了：“是否存在最佳的量子克隆机？Buzek和Hillery回答了这个问题，并建造了他们著名的B-H量子克隆机。B-H机以最优方式克隆任意单个量子比特的状态，因此它是通用的。将该机器推广到两量子比特系统是简单的，但是该过程没有以最佳方式保持存在于二分态中的量子关联，并且在该过程中，该机器失去了其普适性，成为状态依赖的克隆机器。本文提出了一种双量子比特系统的最优普适局域量子态克隆器。我们还提出了两类依赖态的局域量子复制机。此外，我们研究了量子关联的两个方面，即，量子纠缠和量子不和谐定义，分别在纠缠可分性范式和从信息论的角度来看。结果表明，尽管量子关联在传播过程中通常是非常脆弱的，但量子不和谐的传播比量子纠缠更鲁棒。
2016-04-18 quant-ph
Quasi-order of clocks and synchronism and quantum bounds for copying timing information
任何具有非平凡时间演化的（经典或量子）系统的统计状态都可以解释为时钟的指针。这种时钟的质量由其在不同时间的状态的统计可重复性给出。如果一个时钟被用作产生另一个时钟的资源，后者最多可以具有该资源的质量。我们表明，这一原则，形式化的准秩序，意味着许多物理过程的约束。类似地，两个（量子或经典）时钟同步的程度可以通过同步的准序来形式化。由于经典时钟只能存在于无限能量的极限中，因此，量子不可克隆和不可广播定理限制了量子定时信息的获取。我们通过比较两个输出系统的Fisher定时信息与输入系统的定时信息来定量地说明这一点。对于经典的信号处理在量子制度，我们的结果意味着，信号失去其本地化的时间，如果它被放大和分布到许多设备。
2001-12-22 quant-ph
Some bounds for quantum copying
我们提出了一个新的最优性准则来估计状态依赖克隆。我们称这种测量为相对误差，因为它比较了具有连续大小的副本中的误差，同时考虑了要复制的状态的相似性。未指定复制转换和状态空间的维数。只使用量子力学变换的么正性。所提出的方法是基于两个状态之间的角度的概念。首先，证明了几个简单地用角度表示的有用的陈述。其中有球面三角形不等式和不等式建立的模之间的差异产生的概率分布的任意测量的两个任何状态之间的上限。然后得到了相对误差的最小下限。Hillery和Buzek最初研究了一种近似的状态依赖复制，并获得了绝对误差的下限。我们考虑了误差的大小与相应的概率分布之间的关系，得到了绝对误差的最小下界。因此，所提出的方法补充和加强了Hillery和Buzek所获得的结果。最后讨论了相对误差的基本研究结果。
2002-04-19 quant-ph
A single quantum cannot be teleported
由于海森伯格不确定原理，不可能设计一个允许完美克隆任意未知“量子位”（单个量子系统的自旋或偏振态）的过程。然而，人们相信，如果要复制的量子比特在原始系统中被破坏，至少在原则上可以实现完美的复制协议。量子传送3，4应该允许这样的结果。在这里，这种信念被证明是无效的一个基本的不确定性，在任何过程中所涉及的粒子的数量，作为预测的量子场论。因此，隐形传态无法为单个量子比特提供可靠的复制过程，即使在完美的实验灵敏度极限下也是如此。不可克隆定理1，2可以推广到破坏原始的情况。心灵传送仍然是一个有趣的统计过程，有一个不可避免的理论误差在百分比水平或几个数量级小，这取决于所使用的物理过程。虽然它不能任意小，这样的错误是小到足以保持隐藏在目前的实验。
2002-10-09 quant-ph
Experimental optimal cloning of four-dimensional quantum states of photons
最优量子克隆是以尽可能高的保真度复制一个或多个任意未知输入量子态的过程。到目前为止，所有关于量子克隆的报道都局限于复制二维量子态或量子比特。我们报告的实验实现的最佳量子克隆的四维量子态，或quququarts，编码的偏振和轨道角动量自由度的光子。我们的程序，对称化方法的基础上，也被证明是普遍适用于量子态的任意高维-或qudits -和可扩展到任意数量的副本，在所有情况下保持最优。此外，我们还报道了两个单粒子纠缠态的玻色聚结。
2010-09-15 physics.optics quant-ph
Determining complementary properties with quantum clones
在经典世界中，同时测量互补性质（例如位置和动量）给出系统的状态。在量子力学中，测量引起的扰动对于互补性质是最大的，因此限制了同时确定这些性质的精度。试图通过复制系统并在单独的副本上测量每个互补属性来避开这种干扰是很诱人的。然而，在量子力学中，完美的复制在物理上是不可能的。在这里，我们研究使用最接近这种复制策略的量子模拟，最优克隆。生成的克隆态的相干部分对应于输入系统的“孪生”。就像完美的复制品一样，这两个双胞胎都忠实地复制了输入系统的属性。与完美的复制品不同，双胞胎是纠缠在一起的。因此，对两个双胞胎的测量等同于对输入系统的同时测量。对于互补观测量，这种联合测量给出了系统的状态，就像经典情况一样。我们用偏振单光子实验证明了这一点。
2017-07-17 quant-ph
Mirror modular cloning and fast quantum associative retrieval
INFN（意大利国家核物理研究所）；University of Perugia（佩鲁贾大学）；SwissScientific Technologies SA（瑞士科学技术公司）
我们证明了一个量子态可以通过依赖于一个单一参数的幺正变换完美地克隆到全局镜像。然后，我们表明，这是相当于“完美”克隆量子联想记忆，因此有效地保持指数比他们的经典同行更多的信息。最后，我们提出了一个量子关联检索算法，它可以纠正损坏的输入，是指数比Grover算法快。
2022-06-03 cs.AI cs.CV quant-ph
How weak values emerge in joint measurements on cloned quantum systems
对最优普适克隆的统计分析表明，有可能确定一个理想的（但非正的）复制过程，将原始希尔伯特空间的所有属性忠实地映射到两个独立的量子系统上。然后，在单独克隆上的非交换测量的联合概率对应于在单个系统上的弱测量中观察到的复联合概率的实部，其中在两个克隆上的测量替换了弱测量和后选择的相应序列。通过用部分交换操作代替克隆过程，可以得到弱测量静校正量的虚部。受控交换操作结合了这两个过程，使得完整的弱测量统计可以作为两个输出系统上完全解析的投影测量的联合概率的定义明确的贡献。
2012-05-28 quant-ph
Agency cannot be a purely quantum phenomenon
本研究证明纯量子系统无法满足能动性的三个最小条件，因不可克隆定理和量子线性动力学限制，能动性需要经典资源，并影响量子计算模拟及量子意识理论。
2025-10-15 physics.bio-ph physics.hist-ph quant-ph
High-performance Raman quantum memory with optimal control
高效率、高保真度的量子存储器是远距离量子通信和信息处理的基础。已经开发了基于原子系综的量子存储器技术。依赖于原子与光共振相互作用的原子存储器通常受到带宽的限制。拉曼共振过程被认为是一种潜在的候选者，用于大带宽和高速度的原子存储器。然而，到目前为止，低存储器效率仍然是一个未解决的瓶颈。在这里，我们展示了一个高性能的原子拉曼存储器在Rb 87蒸汽的最佳控制技术的发展。存储效率为82.6%，为10纳秒的光脉冲，是迄今为止实现的最高原子拉曼存储器。特别是，高达98.0%的无条件保真度，显着超过无克隆限制，获得与单光子级相干输入的层析重建。我们的工作标志着原子拉曼存储器在量子信息处理中的实际应用的重要进展。
2018-04-28 quant-ph
Uncloneable Cryptography
不可克隆定理断言，与经典信息不同，量子信息不能被复制。这种看似不受欢迎的现象在量子密码学中得到了利用。不可复制密码学研究的是不可能复制的环境，并实现了经典上无法实现的安全形式。第一个发现和分析的例子是在现金的背景下。一方面，我们希望用户持有现金;另一方面，现金应该难以伪造。量子货币使用不可克隆定理的变体，使伪造成为不可能。在过去的十年里，这个领域在各个方向上发展：几种量子货币，如经典可验证的，局部可验证的，半量子的，量子硬币和量子闪电。引入了新的不可克隆原语，如不可克隆签名、经典软件的量子拷贝保护、伪随机态和几种不可克隆的加密形式。这项工作是对这些主题的温和介绍。
2022-10-25 cs.CR quant-ph
Translation of Quantum Texts
在这篇论文的附录中，我们描述了确定性量子克隆过程的一般化，称为登记，它利用纠缠来实现“复制”（某些）不正交的不同量子态集，称为文本。在这里，我们提供了一个进一步的概括，称为翻译，它使我们能够完全确定所有可翻译的文本，并显示了密切的关系，数学理论的图形。
2004-03-30 hep-th math-ph math.MP
Quantum repeaters based on atomic ensembles and linear optics
量子态在长距离上的分布受到光子损耗的限制。由于不可克隆定理，经典电信中的直接放大在量子通信中不是一种选择。这个问题可以通过实现量子中继器协议来解决，该协议通过纠缠交换从短距离纠缠产生长距离纠缠。这样的协议需要以一种预示的方式产生纠缠，将其存储在量子存储器中，并交换它。实现量子中继器的一个有吸引力的一般策略是基于使用原子系综作为量子存储器，结合线性光学技术和光子计数来执行所有需要的操作。在这里，我们回顾了这一非常活跃的领域的理论和实验现状。我们定量地比较了不同方法的潜力，重点是超越光子直接传输的最直接目标。
2009-06-23 quant-ph
Experimental investigation of practical unforgeable quantum money
Wiesner的不可伪造量子货币方案被广泛认为是第一个量子信息应用。基于量子力学的不可克隆性，该方案允许创建用于认证交易的信用卡，提供经典手段无法实现的安全保证。然而，尽管它在量子密码学中发挥着核心作用，但由于缺乏量子存储器和实用的验证技术，它的实验实现仍然难以捉摸。在这里，我们实验性地实现了一个量子货币协议依赖于经典验证，严格满足不可伪造性的安全条件。我们的系统利用光的弱相干态的偏振编码，并在确保与最先进的量子存储器兼容的条件下运行。我们得出我们的系统使用安全分析，考虑到所有实际的不完善之处的工作制度。我们的研究结果是朝着实现这一里程碑式协议迈出的重要一步。
2017-12-21 quant-ph
Unforgeable Noise-Tolerant Quantum Tokens
利用量子力学定律的装置的实现代表了现代技术和基础科学界面上令人兴奋的挑战。这种量子原语的力量的一个典型典范是“量子货币”的概念。一个不诚实的量子钞票持有者在任何伪造尝试中都会失败;事实上，在理想测量和无退相干记忆的假设下，这种安全性由不可克隆定理保证。然而，在任何实际情况下，噪声、退相干和操作缺陷比比皆是。因此，发展安全的“量子货币”类型的原语，能够容忍现实的不一致性，是具有实际和根本的重要性。在这里，我们提出了一类新的协议，并证明了它们对噪声的容忍度;此外，我们通过确定严格的保真度阈值来证明它们的严格安全性。我们提出的协议只需要准备，存储和测量单量子比特量子存储器的能力，使其实验实现与当前的技术。
2011-12-22 quant-ph
Approximate cloning of structured pure states
Perimeter Institute for Theoretical Physics（Perimeter理论物理研究所）；QuSoft, CWI（QuSoft，荷兰数学与计算机科学研究学会）；Sorbonne Université, CNRS, LIP6（索邦大学，法国国家科学研究中心，LIP6实验室）；QuSoft, University of Amsterdam（QuSoft，阿姆斯特丹大学）
本文研究结构化纯态的近似克隆复杂度，针对费米子高斯态、玻色子高斯态及相位态等族，构造了最优或显式克隆通道，将复杂度从指数级降至多项式级，并统一了表示论框架。
2026-10-06 cs.IT math.IT quant-ph
Optimized Telecloning Circuits: Theory and Practice of Nine NISQ Clones
本文在Quantinuum H1-1量子设备上实现了1到9的最优量子远距克隆，改进了电路模型以减少门深度和数量，并创下生成克隆数量的新纪录。
2022-11-30 cs.DS quant-ph
Broadcasting of Quantum Correlations: Possibilities & Impossibilities
在这项工作中，我们广泛地研究了量子关联的广播问题。这包括传播量子纠缠以及超越纠缠概念的相关性。从“无传播定理”可知，量子关联的完美传播是不可能的。然而，它并不排除部分广播相关性的可能性，我们可以从给定的相关态得到更少的相关态。为了有一个整体的看法广播，我们调查这个问题，从最一般的表示两个量子比特混合状态的布洛赫矢量。作为克隆转换，我们使用了通用的对称最优Buzek-Hillery（B-H）克隆本地和非本地。更具体地说，我们得到了一组范围的布洛赫矢量的广播纠缠将是可能的。除了一般的两比特混合态的纠缠广播的想法，我们探索广播的量子关联，超越纠缠的帮助下，本地和非本地克隆。值得注意的是，我们发现，通过使用局域和非局域量子复制机，甚至不可能部分传播这种相关性。以两种不同类型的Buzek-Hillery量子克隆器（态相关和态无关）为例，我们解析地证明了关联的部分传播是不可能的。最后，我们将这个不可能性结果推广到任何对称或非对称克隆机。这一结果揭示了从纠缠角度定义的关联与声称超越纠缠的关联度量之间的根本区别。
2016-02-22 quant-ph
Causality and information transfer in simultaneously slow- and fast-light media
我们演示了在四波混频方案中使用温暖的钾蒸气的慢光和快光脉冲的同时传输。我们表明，当系统被调谐，使输入的探测脉冲表现出慢光群速度和产生的脉冲传播负群速度，在介质中的信息速度仍然被限制在传播，或小于，c。这些结果表明，光脉冲的信息传输和复制到那些负群速度服从信息因果关系，在某种程度上，这是让人想起一个经典版本的不可克隆定理。此外，这些结果支持的基本概念，光脉冲上的非解析性点对应于新信息的载体。
2017-09-26 physics.optics quant-ph
A Note on Publicly Verifiable Quantum Money with Low Quantum Computational Resources
NeverLocal LTD（NeverLocal有限公司）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）
本文提出一种假设几乎无量子计算能力的公开可验证量子货币协议，利用一次性记忆实现数字签名，并通过共轭编码的不可克隆原理防止双重支付。
2026-03-13 cs.CR quant-ph
Efficient, ever-ready quantum memory at room temperature for single photons
高效的量子存储器将是大规模网络化量子系统的重要组成部分，并提供飞行光子量子比特与原子或准原子本地量子处理器之间的联系。为了提供一种可扩展性的途径，避免庞大的，难以维护的系统，如高真空和低温低温是必要的。内存效率需要超过50%，才能在量子不可克隆限制之上运行。这种高效率仅在具有针对存储器带宽定制的光子源的系统中实现。在本文中，我们探讨了一个超低光谱带宽源的单光子从腔增强自发参量下转换与气体系综原子存储器的组合。我们的铷蒸汽梯度回波存储器实现了84 $\pm$ 3%的单光子召回效率：一个永远准备好的记录，热，真空系统免费的光学存储器。
2022-03-29 quant-ph
