Experimental Quantum Coin Tossing
在这封信中，我们提出了量子掷硬币协议的第一个实现。该协议属于一类“两方”密码问题，其中通信伙伴相互不信任。与许多这样的两方协议一样，量子抛硬币的最佳实现需要qutrits。这样，我们也完成了第一个完整的量子通信协议与qutrits。在我们的实验中，两个合作伙伴成功地远程投掷一排硬币使用光子纠缠在轨道角动量。我们还展示了一个可能的作弊者的实验范围和检测他的方法。
2004-04-05 quant-ph
Experimental quantum tossing of a single coin
抛硬币的加密协议由两方组成，Alice和Bob，他们彼此不信任，但希望生成一个随机位。如果双方使用经典的通信信道并拥有无限的计算资源，其中一方总是可以完美地欺骗。在这里，我们详细分析了量子抛硬币实验的性能应该如何与经典协议进行比较，同时考虑到不可避免的实验缺陷。然后，我们报告了一个全光纤实验中，投掷一枚硬币，其随机性高于任何经典协议，并提出了一些容易实现的欺骗策略，由爱丽丝和鲍勃。
2008-04-28 quant-ph
Why quantum bit commitment and ideal quantum coin tossing are impossible
对于比特承诺和抛硬币，有众所周知的“可证明不可破解”的量子协议。然而，我们和独立的Mayer证明了所有提出的量子比特承诺（因此掷硬币）方案在原则上都是不安全的，因为发送者Alice总是可以通过使用EPR类型的攻击和延迟她的测量来成功欺骗。人们可能会怀疑是否存在安全的量子比特承诺和掷硬币协议。在这里，我们证明了爱丽丝的EPR类型的攻击将，在原则上，打破{ \em任何}现实的量子比特承诺和{ \em理想}抛硬币计划。因此，如果爱丽丝拥有量子计算机，并且能够存储量子信号任意时间长度，那么所有这些方案都是不安全的。由于比特承诺和抛硬币是建立更复杂的协议，如零知识证明有用的原语，我们的结果投下了非常严重的怀疑量子密码学的安全性在所谓的“后冷战”的应用。
1996-08-22 quant-ph
Quantum coin tossing and bit-string generation in the presence of noise
我们讨论了量子抛硬币协议的噪声的安全性影响。我们发现，如果可以使用量子纠错，使噪声水平可以任意小，然后合理的安全条件抛硬币可以框，使结果从无噪声的情况下将继续举行。然而，如果错误校正不可用（如当今技术的情况），并且存在显著的噪声，则投掷单个硬币变得有问题。在这种情况下，我们考虑在存在噪声的情况下随机生成n位字符串，而不是单次掷硬币。我们介绍了精确的安全标准的n位字符串生成，并描述了一个明确的协议，可以实现与目前的技术。一般来说，作弊者可以利用噪音来使硬币偏向他们的优势。我们推导出明确的上界的平均偏差可实现的骗子给定的噪声水平。
2004-04-02 quant-ph
A comment on "How the result of a single coin toss can turn out to be 100 heads"
在[1]中，作者声称“弱值不是固有的量子，而是纯粹的统计特征”。我认为，他们的模型只再现了弱测量的几个元素，但未能再现所有其他内在的量子特征。
2014-09-30 quant-ph
Unconditionally Secure Quantum Coin Tossing
在掷硬币中，两个远程参与者希望共享一个均匀分布的随机位。至少在量子版本中，每个参与者都要测试对方是否试图在这一点上产生偏见。对于b = 0，1，要求Alice得到比特b并通过测试的概率小于1/2，无论她做什么，Bob也是如此。如果1/2的界限对两个参与者中的任何一个都完全成立，那么实现的任务被称为精确抛硬币。如果边界实际上是$1/2 + ξ$，其中当由协议定义的安全参数m增加时，偏差$ξ$消失，则实现的任务是（非精确的）抛硬币。在这里发现，精确的硬币投掷是不可能的。同时，提出了一个实现（非精确）抛硬币的无条件安全量子协议。该协议同时执行m个有偏量子抛硬币过程。它依次执行这m个过程中的每一个的第一轮，然后执行第二轮，依此类推，直到n个过程结束。每个过程需要4 n个粒子，其中$n \in O(\lg m)$。最后一个比特x是m个随机比特的奇偶性。关于这m个比特中的每一个比特的信息被一次一点地通告，这意味着针对比特承诺所使用的原理不适用。x上的偏差小于$1/m$。根据精确抛硬币的不可能性结果讨论了这个结果。
2018-02-27 quant-ph
Unitary Equivalence of Quantum Walks
一个简单的量子漫步可以用一个$SU(2)$算符来描述，该算符有三个参数，代表掷硬币。然而，不同的这种掷硬币算子导致量子步行者的等效动力学。本文给出了量子游动的酉等价类，并证明了所有非等价的量子游动都可以用一个参数来区分。此外，我们还证明了电量子行走等价于具有含时抛硬币算子的量子行走。
2014-12-03 quant-ph
Comment on: How the result of a single coin toss can turn out to be 100 heads
Ferrie和Combes [PRL 113 120404（2014）]提出了一个经典的测量方案，该方案据称表现出“异常”的弱值。我证明了他们的模型是有缺陷的，因为弱值的定义不正确。因此，他们的主张是无效的。
2015-03-19 quant-ph
How the result of a single coin toss can turn out to be 100 heads
我们证明了反常弱值现象并不局限于量子理论。特别是，我们表明，相同的功能发生在一个简单的模型的硬币受到一种形式的经典反作用与前和后选择。这提供了证据表明，弱值不是固有的量子，而是一个纯粹的统计特征的前和后选择与干扰。
2014-09-18 quant-ph
Comment on "How the result of a single coin toss can turn out to be 100 heads"
在最近的一封信[PRL 113，120404（2014）]中，Ferrie和Combes声称“弱值不是固有的量子，而是具有干扰的前选择和后选择的纯粹统计特征。“在这篇评论中，我将表明这种说法是无效的。这是由于费里和孔布对弱价值概念的误解。
2014-09-18 quant-ph
Relativistic quantum protocols: "Bit Commitment" and "Coin Tossing"
提出了实现比特承诺和远程掷硬币方案的相对论量子协议。该协议是基于这样的事实，即非稳态正交扩展量子态不能可靠地区分，如果他们是不完全可访问的测量。当状态从由一个用户控制的域传播到可访问由另一个用户执行的测量的域时，它们变得对于第二用户可靠地可区分。对于该协议来说，重要的是状态的量子性质和由狭义相对论施加的信号传播的有限最大速度的存在。
2000-12-15 quant-ph
Comment on 'How the result of a single coin toss can turn out to be 100 heads'
C. Ferrie和J. Combes in Phys. Rev. Lett. 113，120404（2014）没有提到量子-甚至经典-物理学。它们不是弱值的类似物，当我们通过一个在时间上向前演化的初始状态和一个在时间上向后演化的最终状态来描述量子世界时，就会出现弱值，并将这个世界弱耦合到现实的测量设备上。
2014-10-01 quant-ph
A comment on the paper "How can a Result of a Single Coin Toss Turn Out to be 100 Heads" by C. Ferrie and J. Combes
最近的一篇论文的作者[物理。113，120404（2014）]表明“弱值不是固有的量子，而是具有干扰的前选择和后选择的纯统计特征”。我们认为，这种说法是错误的，因为这样的值需要平均的分布改变符号。这种类型的平均在量子力学中自然出现，但在经典统计学中可能不会发生。
2014-10-16 quant-ph
Measurement-Device-Independent Quantum Coin Tossing
量子抛硬币（QCT）是量子密码学的一个重要原语，一直受到人们的关注。然而，在实际的QCT中，Bob的检测器可能会受到不诚实的Alice发起的检测器侧信道攻击，这将可能使协议完全不安全。在这里，我们报告了一个简单的策略，检测器致盲攻击的基础上最近的实验。为了消除所有探测器侧通道，我们提出了一种测量设备无关的QCT（MDI-QCT）解决方案。该方法类似于MDI量子密钥分发（QKD）的思想。MDI-QCT是单光子源的损失容忍，并且在相干攻击下具有与原始损失容忍QCT相同的偏差。此外，它还提供了在某些特殊情况下使安全距离加倍的潜在优势。最后，MDI-QCT也可以被修改以适合弱相干态源。因此，基于实际MDI-QKD的快速发展，我们的建议可以很容易地实现。
2015-12-31 quant-ph
A tossed coin as quantum mechanical object
从几何代数的角度给出了一个全面的、物理上一致的抛硬币模型。该模型清楚地表明，在半自旋量子力学形式体系中没有任何基本粒子特定的东西。它还展示了这种形式主义背后的真正含义，可行地揭示了波函数的概率意义，并表明，包装对象的算法，即波函数和泡利矩阵，减少了可用的信息量。
2014-08-28 physics.gen-ph quant-ph
Unifying typical entanglement and coin tossing: on randomization in probabilistic theories
众所周知，纯量子态通常几乎是最大纠缠的，因此具有接近最大混合的子系统。我们考虑这是否对更一般的概率理论是正确的，而不仅仅是对量子理论。我们推导出一个公式的预期纯度的子系统在任何概率理论，这个数量是明确定义的。它适用于纯量子态中的典型纠缠、经典概率论中的抛硬币和后量子理论中的随机化;简单的推广产生了（反对称）量子子空间中的典型纠缠。该公式精确、简单，只包含系统的自由度和信息容量。它使我们能够以一种仅依赖于基础理论的粗糙性质的方式来概括统计物理学的论点。公式的证明将几个随机化概念推广到一般概率理论。这包括纯度的推广，有助于最近的努力，找到适当的广义熵措施。
2012-11-12 quant-ph
Why Quantum Bit Commitment And Ideal Quantum Coin Tossing Are Impossible
众所周知，对于比特承诺，量子协议是无条件安全的。然而，我们和独立的Mayers证明了所有提出的量子比特承诺方案在原则上都是不安全的，因为发送者Alice几乎总是可以通过使用Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）类型的攻击和延迟她的测量来成功欺骗。人们可能会怀疑是否存在安全的量子比特承诺协议。我们回答这个问题表明，相同类型的攻击爱丽丝将，在原则上，打破任何位承诺计划。作弊策略通常需要量子计算机。我们强调这个“不去定理”的一般性：基于量子力学的无条件安全比特承诺方案-完全量子的，经典的或量子的，但测量-都被这个结果排除在外。由于比特承诺对于建立更复杂的协议（如零知识证明）是一个有用的原语，因此我们的结果对量子密码在所谓的“后冷战”应用中的安全性提出了非常严重的质疑。我们还表明，理想的量子硬币投掷是不可能的，因为EPR攻击。这个理想量子抛硬币的不可行定理可能有助于揭示非理想协议的可能性。
1997-11-26 quant-ph
Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing
当基本量子系统，如偏振光子，用于传输数字信息时，不确定原理产生了传统传输介质无法实现的新的加密现象，例如，原则上不可能窃听而不以被检测到的方式干扰传输的高概率的通信信道。这样的量子信道可以与普通的不安全经典信道结合使用，以在两个用户之间分发随机密钥信息，并确保其他任何人都不知道，即使用户最初没有共享秘密信息。我们还提出了一个通过交换量子信息来掷硬币的协议，该协议可以防止传统类型的作弊，即使是具有无限计算能力的对手，但具有讽刺意味的是，可以通过使用更微妙的量子现象来颠覆，爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论。
2020-03-14 quant-ph
Variable Bias Coin Tossing
爱丽丝是一个魅力十足的量子密码学家，她相信自己的派对是不可错过的;鲍勃是一个（相对）迷人的弦理论家，他相信自己是一个不可或缺的客人。为了防止自我认知和现实可能造成的创伤性冲突，他们的社会准则要求通过密码安全的可变偏差硬币（VBCT）来决定邀请或接受。这通过掷硬币来产生一个共享的随机位，其中一方在规定的范围内秘密选择硬币的偏差;另一方只学习随机位。因此，一方可以秘密地影响结果，而双方都可以通过将任何负面决定归咎于运气不好来挽回面子。我们在这里描述了一些密码VBCT协议的安全性是由量子理论和超光速信号的不可能性保证，设置我们的结果在安全的两方计算的一般性讨论的背景下。我们还简要讨论了VBCT的其他密码学应用。
2005-11-23 cs.CR quant-ph
Partition function estimation with a quantum coin toss
针对经典难以处理的量子配分函数估计问题，提出基于量子掷硬币的算法，无需昂贵子例程，运行时复杂度更优且易误差缓解，经9量子比特实验验证，为早期容错量子硬件提供替代方案。
2024-11-26 quant-ph
Provably Secure Experimental Quantum Bit-String Generation
抛硬币是一种加密任务，其中相互不信任的双方旨在生成一个共同的随机位。使用经典通信，这是不可能的，但使用量子通信，不平凡的掷硬币是可能的。在这里，我们考虑的情况下，当事人不想扔一个硬币，但许多。这称为位串生成。我们报告的实验生成的字符串的硬币，这是可证明的随机性比使用经典的通信。该实验基于为量子密码学开发的“即插即用”方案，因此非常适合长距离量子通信。
2004-11-29 quant-ph
Tossing Quantum Coins and Dice
Joint Institute for Nuclear Research（联合核研究所）；Universidade de São Paulo（圣保罗大学）
描述了掷量子硬币和骰子的过程。这种情况是量子过程的一个重要例子，因为它提出了在量子信息处理和量子计算中采用的典型框架。重点是澄清量子和经典条件概率之间的差异。这些概率是为了表征不同的系统而设计的，无论是量子的还是经典的，它们通常不能相互简化。因此，吕德斯概率不能被视为经典条件概率的推广。阐明了测量的量子理论与量子判决理论之间的相似性。
2021-03-31 cs.AI cs.IT math.IT
Quantum automata cannot detect biased coins, even in the limit
Aaronson和Drucker（2011）询问是否存在一种量子有限自动机，可以通过在给定无限抛硬币序列的情况下平均花费更多的时间来接受状态来区分公平的抛硬币和有偏见的抛硬币。我们对这个问题的回答是否定的。
2016-10-11 cs.CC quant-ph
A proposal for founding mistrustful quantum cryptography on coin tossing
经典密码学的一个重要分支是处理当不信任的各方需要生成、处理或交换信息时出现的问题。正如Kilian在前一段时间所展示的那样，不信任的经典密码学可以建立在一个单一的协议上，即不经意传输，从这个协议中可以建立一般的安全多方计算。不信任量子密码学的范围受到不通过定理的限制，该定理排除了无条件安全的量子协议，用于不经意传输或一般安全的两方计算。这些定理甚至适用于考虑相对论信令约束的协议。一般来说，最好的希望是量子协议在计算上对量子攻击安全。我在这里描述了一种方法，用于从安全的掷硬币协议中构建一个经典认证的位承诺，从而构建所有其他不信任的加密任务。没有安全性证明，但我概述了这些协议可以抵抗量子计算攻击的原因。
2003-06-12 cs.CR quant-ph
Quantum Tapsilou -- a quantum game inspired from the traditional Greek coin tossing game tapsilou
本文提出量子游戏Quantum Tapsilou，用旋转门实现不等概率幅纠缠并以循环群作为行动空间，在保持双方等概率获胜的同时使胜率随走法动态变化，体现了同群量子博弈的完美对称性。
2023-12-02 quant-ph
Secure certification of mixed quantum states with application to two-party randomness generation
我们调查的采样程序，证明一个任意的量子态$n$子系统是接近一个理想的混合态$φ^{\otimes n}$对于一个给定的参考状态$φ$，到一些位置上的错误。这个任务在经典意义上是没有意义的：它相当于证明给定的位串是根据某种期望的概率分布生成的。然而，在量子的情况下，这是可能的，如果一个人有机会获得一个证明谁可以提供一个纯化的混合状态。在这项工作中，我们引入了混合状态认证的概念，我们表明，一个自然的采样协议提供了安全的认证，在存在一个可能不诚实的证明：如果验证者接受，那么他几乎可以肯定的是，有问题的状态已经正确地准备好了，到少量的错误。然后，我们将这个结果应用于两方量子抛硬币。鉴于抛硬币是不可能的，人们自然会问“我们能有多接近”。这个问题已经得到了很好的研究，现在从个人抛硬币的偏见的角度来看，也得到了很好的理解。我们从一个不同的--和有点正交-角度来处理和回答这个问题，在那里我们不看个别的硬币投掷，而是在全球熵代替。我们展示了两个不信任的当事人如何产生一个共同的高熵源，其中熵是一个任意小的分数低于最大值（除非概率可以忽略不计）。
2018-04-12 quant-ph
Quantum And Relativistic Protocols For Secure Multi-Party Computation
本文在绪论之后，分为四个部分。在第一部分中，我们讨论了抛硬币的任务，主要是为了突出不同的物理理论对安全性的影响，而且，还介绍了一种新的非相对论性强抛硬币协议。该协议与迄今为止已知的最佳协议的安全性相匹配，同时使用概念上不同的方法来实现任务。第二部分介绍了变偏置抛硬币算法。这是掷硬币的一种变体，其中一方秘密地选择两个有偏见的硬币中的一个来掷。研究表明，对于指定范围的偏差，这可以通过无条件安全性来实现，并且对于任何偏差，都可以通过防作弊安全性来实现。我们还讨论了两个进一步的协议，被证明是无条件安全的任何偏见。第三部分着眼于其他两方安全计算，在我们的工作之前，协议和不去定理是未知的。我们介绍了一个通用的模型，这样的计算，并表明，在这个模型中，广泛的功能是不可能安全地计算。我们给这样的功能明确的欺骗攻击。在最后一章中，我们讨论了扩展私有随机字符串的任务，同时放弃了通常的假设，即协议的用户信任她的设备。相反，我们假设所有量子设备都是由任意恶意的对手提供的。我们给出了两个协议，我们猜想安全地执行这项任务。第一个允许一个私有的随机字符串被扩展一个有限的数量，而第二个生成一个任意大的扩展这样的字符串。
2011-03-01 quant-ph
Thermalization in many-particle quantum walks
介绍了服从玻色统计的粒子在各种拓扑图上的多粒子量子行走。一次抛硬币就可以对整个图进行条件移位操作。对粒子密度、相空间变量的平均值、二阶空间相关性和计数统计量进行了计算和模拟。一个普遍的动力学的证据。
2016-01-31 quant-ph
Quantum Mechanics and Algorithmic Randomness
一个经典硬币的长序列投掷产生一个明显随机的比特串，但经典随机性是一种错觉：经典生成的比特串的算法信息内容几乎完全取决于初始条件的描述。这封信提出了一个简单的论点，相比之下，通过投掷量子硬币产生的比特序列几乎可以肯定是真正的（算法上）随机的。这个结果可以被解释为对贝尔无隐变量定理的强化，并且依赖于因果关系和量子纠缠，与贝尔最初的论点类似。
2000-12-13 quant-ph
Quantum random walks with history dependence
我们引入了一个多硬币离散量子随机游走，其中抛硬币的幅度取决于以前的投掷。虽然相应的经典随机游走是无偏的，但可以通过改变历史依赖性将偏差引入量子游走。通过将有偏随机游动与无偏随机游动混合，可以反转偏置的方向，从而导致一个新的量子版本的Parrondo悖论。
2003-11-04 quant-ph
Implementation of multi-walker quantum walks with cavity grid
我们展示了如何多步行量子行走可以实现通过腔量子电动力学量子梅花形。多步行者量子行走的实现为引入纠缠和更高级的行走开辟了有趣的可能性。在不同的初始状态和不同的抛硬币次数下，多步行者量子行走表现出不同的概率分布，这与具有二次增强扩散和局域化效应的经典随机行走有很大的不同.通过引入退相干，观察到了从量子行走到经典行走的转变。我们引入平均保真度衰减作为一个签名来研究退相干引起的量子行走的不可逆性。
2012-03-27 quant-ph
Scouring Parrondo's Paradox in Discrete-Time Quantum Walks
本文在基于硬币的离散时间量子游走中提出一种量子博弈，并给出确定性方案识别 Parrondo 悖论，证明单个均失败的量子步按序组合后可变为获胜策略，从而深化对量子游走期望值演化的理解。
2024-01-17 quant-ph
Attacks exploiting deviation of mean photon number in quantum key distribution and coin tossing
使用弱相干源的量子通信的安全性要求精确地知道源的平均光子数。有限的校准精度或攻击者的主动操纵可能导致实际发射的光子数偏离已知值。我们模拟了这种偏差对三种量子通信协议的安全性的影响：Bennett-Bennard 1984（BB84）无诱饵态的量子密钥分发（QKD）协议，Scarani-Acin-Ribordy-Gisin 2004（SARG 04）QKD协议和抛硬币协议。对于量子密钥分配，我们既模拟了一个强大的攻击，使用技术可能的原则，和现实的攻击，今天的技术的限制。为了维持双向系统中的平均光子数，例如即插即用和相对论量子密码方案，必须监测从通信信道进入的亮脉冲能量。到目前为止，除了ID Quantique的商业QKD系统Clavis 2之外，监测检测器的实现在很大程度上被忽视了。我们仔细检查了这种实现的安全问题，并表明设计一个防黑客的脉冲能量测量检测器远非微不足道。事实上，第一个实现有三个严重的缺陷，实验证实，其中每一个都可能被利用在一个巧妙地构建特洛伊木马攻击。我们讨论了一个无漏洞的监测检测器的实施要求。
2015-03-30 cs.CR quant-ph
Quantum walks in higher dimensions
我们分析了在更高的空间维度的量子行走和比较经典和量子扩展作为时间的函数。Hadamard变换和离散傅立叶变换的张量积作为一维行走模拟中量子抛硬币的自然扩展而出现，并且还研究了其他说明性变换。我们发现，维度之间的纠缠有助于降低量子行走的传播速率。经典极限是通过引入一个随机相变量得到的。
2002-03-19 quant-ph
Scattering model for quantum random walk on the hypercube
我们详细阐述了一个模型的量子随机行走提出的Hillery等。例如，和Jeong et.例如，它使用多端口进行量子“抛硬币”。当多端口排列在超立方体上时，分析了该模型的动力学特性。如果超立方体与半无限直线相连，那么它可以作为一个散射势，这可以归结为非幺正演化的量子行走。我们还展示了如何使用简单的量子门来实现这个模型。
2004-10-21 quant-ph
Optimizing the spatial spread of a quantum walk
我们设计了一个协议，以建立1D时间依赖的量子行走在1D最大限度地提高整个过程中的空间分布。我们只允许掷硬币算子的一个物理参数变化，即角度$θ$，这样对于$θ=0$我们得到$\hatσ_z$，而对于$θ=π/4$我们得到Hadamard门。最佳的$θ$序列呈现出非平凡的模式，在越来越长的时间之后，大多数$θ\approx 0$与$θ\approx π/4$值交替。我们提供了一个分析的纠缠特性，准能谱和生存概率，提供了一个完整的物理图片。
2020-04-12 quant-ph
A quantum random walk of a Bose-Einstein condensate in momentum space
量子随机游走的每一步通常被理解为有两个基本组成部分：一个是“抛硬币”，它产生两个状态的随机叠加，另一个是位移，它使叠加的每个分量移动不同的量。在这里，我们建议实现一个行走的动量空间与旋量玻色-爱因斯坦凝聚体受量子棘轮实现的脉冲，非共振光晶格。通过适当选择晶格失谐量，我们证明了原子动量是如何与原子的内自旋态纠缠的。对于抛硬币，我们建议使用微波脉冲来混合这些内部状态。我们目前的实验结果显示了一个优化的量子棘轮，并通过一系列的模拟，演示了我们的建议如何提供非凡的控制量子行走。这应该允许调查可能的偏见，以及在自然和工程噪声存在下的经典到量子动力学。
2016-02-24 cond-mat.quant-gas nlin.CD quant-ph
Inhibition of spreading in quantum random walks due to quenched Poisson-distributed disorder
我们考虑一个量子粒子（步行者）在一条线上，他根据抛硬币的结果一致地选择向左或向右跳跃。跳跃的长度被认为是独立和同分布的淬火泊松随机变量。我们发现，传播的步行者是显着抑制，从而它居住在附近的原产地地区，相对于的情况下，没有障碍。步行者的猝灭平均色散的标度指数是亚弹道但超扩散的。我们还表明，这些功能是普遍的一类子和超泊松分布淬火随机跳跃。
2019-04-25 quant-ph
Realization of a quantum walk with one and two trapped ions
实验证明了在相空间中用一个和两个囚禁离子在一条直线上的量子行走。通过使离子经受与量子抛硬币操作交错的状态相关的位移操作，实现了多达23步的行走。为了分析每一步之后离子的运动状态，我们应用了一种技术，该技术直接将概率密度分布映射到离子的内部状态上。测量的几率分布和位置的二阶矩清楚地表明了量子行走的非经典特征。为了进一步突出经典（随机）和量子行走之间的区别，我们证明了后者的可逆性。最后，我们通过使用两个离子来扩展量子行走，使行走者有更多的可能性留下来，而不是迈出一步。
2010-02-16 quant-ph
Quantum Walks with Entangled Coins
我们提出了一个数学形式的描述无限制量子行走纠缠硬币和一个步行者。当使用Bell状态作为初始硬币状态，两个不同的硬币运营商，两个不同的移动运营商，和一个步行者的数值行为进行检查。我们比较和对比这些量子行走的性能与经典的随机行走组成的一个步行者和两个最大相关的硬币，以及量子行走与硬币共享不同程度的纠缠。我们说明，我们的纠缠硬币行走的行为可以是非常不同的相比，通常的量子行走与单个硬币。我们还证明，只需改变移位运算符，我们就可以产生广泛不同的分布。我们还比较了最大纠缠硬币的量子行走与非纠缠硬币的量子行走的行为。最后，我们证明了在2和3量子比特硬币上使用不同的移位算子会导致1维和2维图中不同的位置概率分布。
2005-10-18 quant-ph
Controlling quantum random walk with a step-dependent coin
我们报告的可能性，控制量子随机行走的步骤依赖硬币。硬币的特征在于（单个）旋转角度。考虑到不同的旋转角度，可以找到这种行走的不同概率分布，包括：完全本地化，高斯和非对称的喜欢。此外，我们探讨了熵的步行在两个上下文中，概率密度分布的位置空间和步行者的内部自由度空间（硬币空间）。我们表明，熵的位置空间可以减少一个步骤依赖硬币的步骤数，完全相反，步行与步骤无关的硬币。对于硬币空间的熵，当硬币行走时，发现了一个阻尼振荡，而当硬币行走时，发现了一个阻尼振荡，而当硬币行走时，熵的行为依赖于旋转角。总的来说，我们证明了，如果应用步骤依赖的硬币，具有简单倡议的量子行走可能会表现出相当复杂和变化的行为。这提供了用阶跃依赖硬币控制量子随机行走的可能性。
2018-08-22 quant-ph
A one-dimensional quantum walk with multiple-rotation on the coin
我们介绍并分析了一个一维量子行走的硬币上的两个时间无关的旋转。研究了硬币的二次旋转对量子行走性质的影响。基于长时间极限下的渐近解，观察到这种行走的弹道行为。如果硬币旋转的组合算子是幺正的，则这种量子行走保持方差的二次增长。这证实了在这次步行中没有本地化展览。这个结果可以推广到在硬币上有多个与时间无关的旋转的行走。
2014-06-12 quant-ph
Two quantum walkers sharing coins
我们考虑两个独立的量子行走在不同的线上，在每一步之后通过部分或全部交换硬币来增强。对于经典的随机行走，交换或不交换硬币的随机行走的特点没有什么区别，但我们表明，量子行走与部分交换硬币有复杂而优雅的步行者间的相关性。具体来说，我们研究了联合位置分布的约化的两个步行状态后，跟踪的硬币和分析总，经典和量子相关的互信息，量子互信息，和测量引起的干扰。我们的分析显示了有趣的量子特征，没有经典的类似物。
2012-01-26 quant-ph
One-Dimensional Coinless Quantum Walks
一个无硬币的离散时间量子漫步拥有一个希尔伯特空间，其维数比广泛研究的硬币漫步要小。硬币步道需要场地基础与硬币空间的直接产物，而非硬币步道纯粹在场地基础上运作，这显然是最小的。这些无硬币量子漫步最近受到了相当大的关注，因为它们具有可以通过基于晶格镶嵌的图形方法获得的演化算子，并且当用作量子搜索算法时，它们已被证明与最知名的硬币漫步一样有效。我们认为，这两个配方在其最一般的形式是等价的。特别是，我们演示了如何将一维版本的无硬币量子行走转换为一个等效的扩展的硬币版本的一个特定的家庭的演化算子。我们提出了它的一些基本的，渐近特征的一维格子与一些镶嵌的例子，并分析了混合时间和极限概率分布的周期。
2014-08-26 quant-ph
Exact simulation of coined quantum walks with the continuous-time model
创造和连续时间量子行走模型之间的联系已经在一些论文中得到了解决。在大多数研究中，连续时间模型是通过降维和适当的限制从创造的量子行走中推导出来的。在这项工作中，我们产生了一个创造的量子行走的一般图上使用一个连续时间的量子行走在一个更大的图的演变。除了扩展底层结构之外，我们还必须在连续时间演化过程中打开和关闭边缘，以适应来自创造模型的移位算子和硬币算子之间的交替。在一个特定的情况下，连接是非常自然的，并且模拟创造的量子行走的连续时间量子行走由动态变化的扩展图上的图拉普拉斯算子驱动。
2016-06-13 quant-ph
Experimental quantum-walk revival with a time-dependent coin
我们证明了一个量子行走与时间相关的硬币偏见。利用这种技术，我们实现了一个实验性的单光子一维量子行走与线性斜坡的时间依赖的抛硬币操作，从而证明了两个周期性复苏的沃克分布。在我们的光束位移干涉仪中，行走对应于作为晶格位置的场的离散分离的横模之间的运动，并且通过在每一步中实现半波片的光轴与光传播之间的不同角度来实现与时间相关的抛硬币。实现复活所需的每个量子行走步骤包括两个顺序的正交硬币翻转算子，其中一个硬币具有恒定的偏置，另一个硬币具有依赖于时间的斜坡硬币偏置，然后是行走器的条件平移。
2015-08-09 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
Encoding qubits into harmonic-oscillator modes via quantum walks in phase space
我们提供了一个理论框架，通过量子行走将量子比特（qubit）的任意逻辑状态编码为连续变量量子模式。从量子模的压缩真空态开始，我们证明了该态在相空间中的量子行走可以产生输出态，这些输出态是最初由Gottesman，Kitaev和Preskill（GKP）[Phys. Rev. A { \bf 64}，012310（2001）]提出的码字态的变体。特别地，通过将量子硬币投射到对角硬币状态的掷硬币变换，我们证明了所产生的{ \em耗散}量子行走可以产生类似于原型GKP编码的量子比特编码。我们分析了这些码字的纠错性能，发现即使没有优化，我们的码字优于GKP的一个狭窄的利润率。使用电路表示，我们提供了一个通用的架构实现这种编码方案，并讨论其可能的实现，通过电路量子电动力学系统。
2020-06-18 quant-ph
Equivalence of Szegedy's and Coined Quantum Walks
赛格迪量子游走是经典随机游走或马尔可夫链的量子化，其中游走发生在原始图的二分双覆盖的边缘上。为了搜索，可以简单地将马尔可夫链与吸收顶点进行比较。最近，Santos提出了两种替代的搜索算法，它们利用Grover算法中的符号翻转预言而不是吸收顶点。在本文中，我们证明了这两个算法是完全等价的两个算法涉及coined量子行走，这是走在原始图的顶点与内部的自由度。第一个方案相当于一个量子行走，每个查询一步的Grover的预言机，第二个方案相当于一个量子行走，每个查询两步的Grover的预言机。这些等价性位于之前已知的等价性以外的Szegedy的量子行走吸收顶点和硬币量子行走的负身份运营商作为硬币标记的顶点，其精确的关系，我们也调查。
2017-07-16 quant-ph
Photons Walking the Line: A quantum walk with adjustable coin operations
我们提出了第一个强大的实现一个杜撰的量子行走超过五个步骤，只使用无源光学元件。通过采用光纤网络环路，我们保持所需资源的数量不变，因为步行者的位置希尔伯特空间增加。我们观察到一个非高斯分布的步行者的最终位置，从而表征一个更快的传播的光子波包相比，经典的随机行走。该行走是针对许多不同的硬币设置和初始状态实现的，这为实现基于量子行走的搜索算法开辟了道路。
2010-02-09 quant-ph
Asymptotic distributions of quantum walks on the line with two entangled coins
我们推进了以前的研究量子行走线上的两个硬币。这种由三向移位算子驱动的四态量子行走可以具有非零的平稳分布（局部化），从而将它们自己与基本场景中的线上的量子行走（即，由一枚硬币驱动）。在这项工作中，量子行走的渐近位置分布进行检查。给出了量子游走的弱极限和定态概率分布的显式表达式，并给出了它们对量子游走的初始态和硬币参数的依赖关系.特别是，它表明，目前的量子行走的弱极限的形式，在基本的情况下，量子行走的线上，某些初始状态的行走和硬币参数的某些值。在本地化发生的情况下，我们表明，固定概率指数衰减与步行者的位置的绝对值，独立的奇偶校验的时间。
2011-07-18 quant-ph
Average position in quantum walks with a U(2) coin
研究了带有任意幺正硬币的离散时间量子行走。在这里我们发现，平均位置$<x> =\max(<x> \sin(α+γ)$，而初始状态是$1/\sqrt{2}(\mid0L>+i\mid0R>)$。我们证明了这个结果，并得到了以$\mid0L>$和$\mid0R>$为初态的U（2）硬币量子行走的一些对称性质.
2012-10-11 quant-ph
Driving quantum walk spreading with the coin operator
我们利用含时幺正硬币算符推广了线上的离散量子行走。我们发现了标准差和硬币算子的长时间行为之间的解析关系。选择硬币时间序列允许获得各种预定的渐近波函数扩展：弹道、亚弹道、扩散、亚扩散和局部化。
2009-10-08 quant-ph
Entanglement measurement with discrete multiple coin quantum walks
在一个特殊的多硬币量子行走方案中，我们分析了初始硬币态的纠缠效应。对于具有特殊纠缠结构的量子态，我们证明了这种纠缠可以用初始硬币态的i-并发度所决定的游走平均值来度量.进一步研究了纠缠演化，发现纠缠分布的对称性反映了概率分布的对称性。
2005-07-19 quant-ph
