Teleportation of bipartite states using a single entangled pair
提出了一种传送两个量子比特的二分（纠缠）态的量子协议。我们的方案需要两方共享一个纠缠对，传输三比特的经典信息，以及一个两比特的量子门，在接收器的位置有一个额外的量子比特。考虑了有噪声的量子信道，分析了噪声对副本的量子态传输保真度和纠缠度的影响。
2005-01-14 quant-ph
Experimental Synchronization of Independent Entangled Photon Sources
现实的线性量子信息处理需要能够在相同或远距离位置同步产生纠缠光子对。在这里，我们报告的实验实现同步产生的独立纠缠光子对。通过在纠缠交换实验中观察到3.2标准差的贝尔不等式违反，证实了同步的质量。本实验所发展的技术对未来线性光学实现量子中继器和量子计算具有重要意义。
2005-02-23 quant-ph
Toward a quantum repeater protocol based on the coherent state approach
本文的目的是交换两个分离的长距离位置之间的纠缠。纠缠相干态作为一种著名的双模连续变量态，在量子隐形传态和纠缠交换过程中具有重要的应用价值。为了使我们的研究更符合实际，我们还考虑了退相干对交换纠缠的影响。我们明确地建立了四个位置的模型，而且，我们发现我们的模型可以扩展到2N个位置，其中N = 3; 4;... .因此，我们可以引入这个模型作为量子中继器，这有助于纠缠交换到足够长的距离。
2021-05-22 quant-ph
Nested entangled states for distributed quantum channels
我们发现一个耦合强度配置的线性链N自旋，从而产生同时多个贝尔态。我们建议这样一个有趣的纠缠模式，可以使用的方式，以最大限度地纠缠信道分配到远程位置，并产生多体纠缠与最小控制的方法。因此，我们的建议提供了一种方法来实现分布式信息处理的核心资源。我们描述的方案可以有效地测试在链耦合腔与三能级原子相互作用。
2008-03-02 quant-ph
Weak Values with Remote Postselection and Shared Entanglement
我们提出了一个新的协议，弱测量的任何可观察的远程前和后选择。我们证明，如果两个当事人共享一个纯纠缠态，然后通过使用本地操作和经典通信，他们可以预选和后选择在遥远的位置导致的弱值的观察作为移动的指针在一个位置的过程中的弱测量。这可以通过共享纯的最大或非最大纠缠态来实现。我们推广的协议，实现任何可观察的弱值与远程预和后选择的混合状态。最后，我们展示了如何修改弱值在远程前和后选择设置，如果爱丽丝和鲍勃共享一个混合纠缠态。
2013-12-12 quant-ph
Quantum diffraction of position-momentum entangled photons from a sharp edge
本文介绍了一个位置-动量纠缠光子在直刃上的量子衍射实验。一个纠缠对中的单个光子的路径被一个尖锐的边缘部分地阻挡，而另一个光子在一个静止的位置被检测到，而不显示另一个光子的哪条路径信息。只有在空间分离光子的相关条件探测中才能发现尖锐边缘的量子衍射图样，而在单个光子的局部探测中不会形成衍射图样。本文还对位置-动量纠缠光子从锐边的量子衍射进行了理论分析。实验测量的量子衍射图案与理论计算的位置-动量纠缠光子的量子衍射图案进行了比较。
2019-10-28 quant-ph
Generating remote entanglement via disentangling operations
空间分离系统之间的共享纠缠是实现量子信息处理的重要资源，包括远距离量子密码和隐形传态。虽然存在用于混合分布式纠缠量子态的纯化协议，但不清楚如何将纠缠最佳地分布到远程位置。在这里，我们描述了一个确定性协议，用于在远程位置之间生成最大纠缠态，该协议仅使用量子位的本地操作，并且不需要分离方之间的经典通信。该过程可以在纠缠被“激活”之前提供对退相干的保护，并且可以用于量子密钥分发。
2017-08-28 quant-ph
Information transfer using a single particle path-spin hybrid entangled state
研究了单个自旋为1/2的粒子的路径自旋纠缠态，该纠缠态是利用分束器和自旋翻转器产生的。利用这种在单粒子水平上的混合纠缠作为资源，我们制定了一个协议，用于将未知量子比特的状态转移到遥远的位置。我们的计划是实现了一系列的酉操作，以及适当的自旋测量，以及通过使用经典的空间分离的两方之间的通信。该协议，因此，演示了使用粒子内纠缠作为执行信息理论任务的物理资源的可能性。
2010-02-19 quant-ph
Quantum Coherence and Path-Distinguishability of Two Entangled Particles
从理论上分析了一个纠缠粒子干涉实验，其中一个纠缠粒子（粒子1）在被固定探测器探测到之前要经过一个多缝。此外，我们还引入了一种机制，可以找出粒子1通过了n个狭缝中的哪一个。纠缠对的另一个粒子（粒子2）沿着不同的方向前进，并在可变的空间分离位置被检测到。在符合计数中，粒子2显示n-狭缝干涉。证明了粒子2的归一化量子相干性$\mathcal{C}_2$和粒子1的路径可达性$\mathcal{D}_{Q1}$受不等式$\mathcal{D}_{Q1} + \mathcal{C}_2 \le 1$约束.这是一种{ \em非定域}对偶关系，它将一个粒子的路径可达性与另一个粒子的量子相干性联系起来。
2019-02-13 quant-ph
One-dimensional quantum random walks with two entangled coins
我们提供了一些最近的观察量子随机行走（QRW）的数值模拟的理论解释。具体而言，在一个QRW上的一个粒子（步行者）和两个纠缠的硬币线的情况下，我们解释的现象，称为“本地化”，即步行者的位置的概率分布被认为是表现出持久的主要“尖峰”（或“峰值”）在初始位置和其他两个小尖峰漂移到无穷大在任何一个方向。与此类快速反应窗口相关的另一个有趣发现涉及位置概率分布的限制行为。可以看出，在任何给定位置找到步行者的概率最终变得静止和非零。我们用时间演化算子$U(k)$的一些本征值的退化来解释这些观测结果。导出了极限概率的显式一般公式，并由此导出了观测尖峰在原点处的高度极限值。我们表明，极限概率下降{ \em二次}的位置$x$的大值。我们定位的两个小尖峰，并证明它们的位置是由非退化的特征值的$U(k)$的相位。最后，对于足够大的固定时间$t$，我们研究了在给定位置$x$找到粒子的概率对$t$的依赖性。
2009-12-11 quant-ph
Nontraditional Deterministic Remote State Preparation Using a Non-Maximally Entangled Channel without Additional Quantum Resources
本文提出一种基于非最大纠缠信道的非传统确定性远程态制备协议，借助辅助粒子和简单测量将d维量子态制备成功概率提升至1，无需额外量子资源，并设计了偏振编码光子传输实验方案以应对退相干与噪声。
2023-05-12 quant-ph
Loss-tolerant quantum enhanced metrology and state engineering via the reverse Hong-Ou-Mandel effect
在远端方之间制备高度纠缠的量子态是量子通信的主要挑战[1-8]。在这种情况下特别有希望的是N 00 N态，其是在两个不同位置之间离域的纠缠N光子波包，提供仅受不确定原理限制的测量灵敏度[1，10-15]。然而，这些状态非常容易丢失，使得很难在远程位置之间共享它们，也很难将它们重新组合以利用干扰效应。在这里，我们通过利用Hong-Ou-Mandel效应的反向版本[16]来解决这一挑战，以制备由有损光通道连接的两方之间共享的高保真双光子N 00 N状态。此外，我们证明了增强的相位灵敏度可以在两个遥远的位置直接利用，并且我们远程制备相干态的叠加，称为薛定谔猫态”[17，18]。
2016-01-16 quant-ph
Improved noise resistance analysis for path-entangled subspace quantum key distribution
我们回顾了[Phys.Rev.Lett.~]中报道的利用路径纠缠的高维量子密钥分发协议的实际实现127，~110505，~2021]。在这里，我们完善的噪声鲁棒性分析进行了模拟无噪声的实验数据上的不同类型的信道噪声的影响。此外，我们将分析扩展到两种不对称的情况。在第一种情况下，纠缠源被放置在Alice的实验室中，因此只需要考虑一个有噪声的信道。在第二种情况下，Bob的检测器被放置在不同的物理位置，因此这种情况实现了简单的通信网络。我们的分析也可以扩展到其他实验平台，因此提供了一个新的框架，公平噪声鲁棒性比较的高维量子密钥分发协议。
2022-09-20 quant-ph
Experimental Perfect Quantum State Transfer
数据传输是信息系统中的一项基本任务。微处理器包含专用的数据总线，可以在不同的位置传输比特，并实现复杂的路由协议。由于量子态固有的脆弱性，以高保真度传输量子信息是一项具有挑战性的任务。我们报告的实施完美的状态转移协议适用于光子量子比特纠缠与另一个量子比特在不同的位置。在一个单一的设备上，我们进行了三个纠缠态的路由程序，平均保真度为97.1%。我们的协议扩展了常规的完美态传输，保持量子信息编码的光子量子比特的偏振态。我们的结果证明了完美状态转移的关键原理，为量子计算系统的数据传输开辟了一条道路。
2016-02-29 quant-ph
Quantum reading of digital memory with non-Gaussian entangled light
它已被显示最近（物理学。106，090504（2011）），具有爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）相关性的纠缠光比任何经典光更好地从数字存储器中检索信息。在识别这一点时，采用了每个单元由具有两种反射率的反射介质组成的数字存储器模型（每个存储器单元编码二进制数0或1）。二进制存储器的读出基本上对应于以不同反射率为特征的两个玻色子衰减器通道的辨别。该模型需要一个完整的数学用具连续变量高斯设置其分析，当任意值的反射率被认为是。在这里，我们限制到一个基本的量子读出机制与非高斯纠缠态的光，与二进制通道被区分为理想的存储器特征在于反射率之一，即，身份通道和热噪声通道，其中照射存储器位置的信号光完全丢失（零反射率），只有撞击存储器上侧的白色热噪声到达解码器。我们比较了在这个模型中的纠缠光与任何经典光源的量子读取效率。我们表明，纠缠发射机提供更好的阅读性能比任何经典的光发射机在低信号强度的制度。
2013-04-26 quant-ph
Entangled Quantum Key Distribution Over Two Free-Space Optical Links
我们报告的第一个实时实施的量子密钥分发（QKD）系统使用纠缠的光子对发送两个自由空间光学望远镜的链接。纠缠光子对产生的II型自发参量下转换源放置在一个中心，潜在的不可信的位置。两条自由空间链路的距离分别为435米和1，325米，总间隔为1，575米。该系统依赖于被动偏振分析单元、用于同步的GPS定时接收器和定制编写的软件来执行完整的QKD协议，包括纠错和隐私放大。在夜间超过6.5小时的时间里，我们观察到平均原始密钥生成速率为565比特/秒，平均量子误码率（QBER）为4.92%，平均安全密钥生成速率为85比特/秒。
2008-09-15 quant-ph
Intercontinental quantum liaisons between entangled electrons in ion traps of thermoluminescent crystals
本文报道的实验是在美国路易斯安那州巴吞鲁日和法国Givarlais用空间分离的纠缠热释光剂量测量（NST）晶体在纠缠样品之间的8,182公里处进行的。样品由掺杂的氟化锂锂组成，其在一个位置处通过由Varian CABAC单元产生的韧致辐射同时成对地一起照射。其中一个成对的水晶被邮寄到巴吞鲁日，而它纠缠在一起的对应物则留在了吉瓦莱。巴吞鲁日（主）的晶体然后受到热刺激，在Givarlais的光电倍增管下引起对应物（从）的可测量的光发射响应。高度相关的被动光发射中观察到的非加热的从散热器，而主散热器的温度斜升，然后允许冷却到环境温度。在转向温度处观察到从机散热器光发射的最大相关性，该转向温度是允许主机散热器温度降低的点。因此，Girvalais的实验者能够高精度地确定主加热炉关闭的时间点（转向点），而在实验的加热-冷却阶段期间实验者之间没有任何通信。这些观测结果对量子通信技术具有重要意义。
2006-11-10 quant-ph
Remote Creation of Quantum Coherence via Indefinite Causal Order
量子相干性是量子计算和量子通信中的主要资源。利用最大纠缠态、局域操作和经典通信，可以在远程产生任意量子比特态的量子相干性。然而，如果有噪声信道作用于共享资源的一侧，则不可能远程创建完美的量子相干性。在这里，我们提出了一种方法，通过使用纠缠态和不确定的因果顺序，在一个遥远的位置创建量子相干性。我们表明，这是特别的叠加两个完全去极化的通道，两个部分去极化的通道和一个完全去极化的通道以及一个单一的运营商。我们发现，当通道的不确定因果顺序作用于纠缠对的一半时，共享态失去了纠缠，但可以保持非零的量子不协调。这一发现本身可能有一些有趣的应用，其中不和谐可以作为一种资源来消耗。我们的结果表明，不确定的因果顺序以及少量的量子不和谐可以作为一种资源，在没有纠缠的情况下，创造非零的量子相干性。
2023-02-08 quant-ph
Quantum Location Verification in Noisy Channels
最近，它已经表明如何使用量子纠缠可以导致创建实时通信信道，其可行性可以使位置相关。这样的功能导致了在传统通信网络中不可能的新的安全范例。这些新的安全范例的关键是量子协议，它可以无条件地确定接收器实际上处于先验分配的位置。这种量子协议的一个限制因素将是量子存储器中状态的退相干。本文研究了量子位置验证协议在退相干效应下的性能。更具体地说，我们解决了退相干如何影响使用N = 2量子比特纠缠为Bell态的验证的问题，与N > 2量子比特纠缠为GHZ态相比。我们研究了原始的量子位置验证协议，以及一个变体协议，这里介绍，它利用隐形传态。我们发现，量子位置验证的性能实际上是类似的贝尔态和一些N > 2 GHZ态，即使量子退相干降低更大的量子比特纠缠更快。我们的研究结果对于新兴量子网络中位置相关通信的设计和实现具有重要意义。
2010-04-27 cs.IT math.IT quant-ph
Entangled States are Harder to Transfer than Product States
纠缠态的分布是许多量子信息处理协议中至关重要的一项关键任务。通常采用的分配量子态的设置设想在一个位置创建状态，然后通过一些量子信道将其发送到（可能不同的）远程接收器。虽然纠缠量子态的分布比乘积态的分布效率低，这是公认的，也许是直观的预期，但这种效率低下（即，纠缠态和因子分解态的量子态传输保真度之间的差异）的彻底量化尚未进行。为此，在这项工作中，我们考虑$n$独立的振幅阻尼通道，并行作用，即，每一个局部地位于$n$量子位状态的一部分上。我们推导出精确的分析结果的保真度下降，相对于产品状态的情况下，在初始状态中的纠缠的存在下，高达四个量子比特。有趣的是，我们发现真正的多体纠缠比两量子比特纠缠对保真度有更不利的影响。我们的结果暗示了这样一个事实，即对于较大的$n$ -量子比特态，产品和纠缠态之间的平均保真度的差异随着单量子比特保真度的增加而增加，从而使后者成为一个不太值得信赖的品质因数。
2023-01-11 quant-ph
Feasibility of 300 km Quantum Key Distribution with Entangled States
实际的量子密钥分发（QKD）设置的显著限制目前是其有限的操作范围。它最近被强调（X。妈，C.- H. F. Fung和H.- K.洛，Phys.Rev.A，76：012307，2007），基于纠缠的QKD系统可以容忍比基于弱相干激光脉冲（WCP）的系统更高的信道损耗，特别是当源对称地位于两个通信方（Alice和Bob）之间时。在这里介绍的工作中，我们通过在两个加那利群岛La Palma和Tenerife之间的144 km自由空间链路上实施不同的基于纠缠的QKD设置来实验研究这一重要优势。我们建立了三种不同的配置，其中纠缠光子源被放置在爱丽丝的位置，不对称的爱丽丝和鲍勃之间和对称的爱丽丝和鲍勃之间的中间，分别。所得到的量子信道衰减分别为35 dB、58 dB和71 dB，明显超过了WCP系统的极限。这证实了将纠缠态源放置在Alice和Bob之间，在300 km甚至更远的距离上进行QKD是可行的。
2010-07-27 quant-ph
Quantum information distribution via entanglement
我们提出了一种量子隐形传态的推广，它通过初始共享的多粒子纠缠态将量子信息从发送者的$d$级粒子分发到远程接收者持有的$N_o$粒子。这种纠缠态函数作为发送者和接收者之间的多方量子信息分发通道。分配信道的结构决定了如何处理量子信息。我们的广义隐形传态方案允许在任意位置有多个接收器，并可用于最佳量子信息广播、非对称远程克隆和量子纠错等应用。
1999-09-09 quant-ph
Asymmetric quantum telecloning of d-level systems and broadcasting of entanglement to different locations using the "many-to-many" communication protocol
我们提出了一种广义的量子隐形传态：一个d能级系统的信息从N个空间分离的量子点到位于不同位置的M>N个接收器的所谓多对多量子通信。我们将非对称远距克隆的概念从量子比特扩展到d维系统。我们研究了利用局域1->2最优普适非对称泡利机传播纠缠，并证明了当采用对称泡利机时，两个最终纠缠态的纠缠度达到最大.利用非局部最优的通用非对称克隆机研究了纠缠的克隆，证明了对称克隆机可以最优地复制纠缠。采用“多对多”隐形传态方案，将两个观测者之间的纠缠分配给两对空间分离的观测者。
2003-03-11 quant-ph
Distributed quantum sensing with a mode-entangled network of spin-squeezed atomic states
量子传感器用于精确计时、场传感和量子通信。例如，这些传感器的分布式网络之间的比较能够同步不同位置的时钟。传感器网络的性能受到技术挑战以及与用于实现网络的量子态相关联的固有噪声的限制。对于在每个节点处仅具有局部纠缠的网络，网络的噪声性能最多以节点数量的平方根提高。在这里，我们证明了网络节点之间的非局域纠缠提供了更好的缩放与网络规模。一个共享的量子非破坏性测量纠缠了一个最多有四个节点的时钟网络。该网络的精度比没有非局域纠缠的网络高出4.5 dB，比在量子投影噪声限制下运行的传感器网络高出11.6 dB。我们证明了一般性的方法与原子钟和原子干涉仪协议，在科学和技术相关的配置优化的传感器输出的固有差分比较。
2022-05-12 quant-ph
Feasible Entanglement Purification for Quantum Communication
量子纠缠态在远距离位置之间的分布对于未来大规模实现量子通信方案如量子密码和量子隐形传态是必不可少的。由于量子通信信道中不可避免的噪声，两个粒子之间的纠缠度随着它们传播的距离越来越小。因此，纠缠纯化是从低纠缠态中提取高纠缠态的关键。现有的一般纯化协议是基于量子控制非（CNOT）或类似的量子逻辑操作，这是非常难以实现的实验。目前CNOT门的实现太不完善，不能用于长距离量子通信。本文提出了一种对一般混合纠缠态进行纠缠纯化的可行方案，该方案不需要任何CNOT操作，只需要简单的线性光学元件。由于这些元件的完美度非常高，因此可以以所需的精度执行纯化所需的局部操作。我们的程序在当前技术的范围内，应该可以大大简化长距离量子通信的实现。
2000-12-05 quant-ph
How the quality of a received EPR pair depends on the distances from an EPR source?
假设产生最大纠缠对的EPR源被定位成使得它到两个用户具有距离$L_1$和$L_2$。在考虑了光子损失、源和探测器缺陷等各种影响后，由于通道中的误差，穿过通道的纠缠对可能会失去其完美的相关性。接收对的纠缠如何取决于上述距离和用于此传输的信道的本地属性？如果我们想达到最高的保真度，源的最佳位置是什么？什么是阈值距离，超过这个距离，纠缠就消失了，在远距离传送中变得无用。我们讨论了泡利通道，它模拟了光纤和可能的大气对偏振纠缠光子的影响的这些问题。
2005-12-11 quant-ph
Creation of high-quality long-distance entanglement with flexible resources
我们提出了一个量子中继协议，通过量子总线在相干态中的通信产生纠缠光子的基本段。在中继站的输入光子可以处于任意状态，以节省操作的本地状态准备时间。该方案的灵活性加速了基本段（接近精确的贝尔态）的产生，以高速率用于实际的量子通信。长距离的纠缠连接被简化和加速，可能在两个遥远位置之间的经典通信的时间顺序内实现高质量的纠缠对。
2009-04-15 quant-ph
Kolmogorov complexity of sequences of random numbers generated in Bell's experiments
量子系统是产生随机数字序列的最终试金石。空间分布的纠缠系统允许在远程位置产生相同的随机序列。不可能在不干扰量子系统的情况下观察到它，这确保了使用这些序列编码的消息无法被窃听。这是量子密钥分发的基础。因此，知道在实践中由空间扩散的纠缠态产生的序列是否真的是随机的是至关重要的。然而，这种知识并不是即时的。其中一个障碍就是随机性的定义。统计随机性与数据串出现的频率有关。另一方面，算法的随机性与序列的可压缩性有关，这由柯尔莫哥洛夫复杂度给出。我们分析了由纠缠光子对产生的序列，重点是估计它们的复杂性。
2018-05-18 quant-ph
Effect of number scaling on entangled states in quantum mechanics
在总结了数结构标度之后，描述了数标度在非相对论性量子力学中的作用。该描述扩展了早期的工作，包括对两个或多个相互作用的粒子的状态的影响。重点放在纠缠态的影响。由此产生的标度场广义描述这些状态的影响。我们还可以看到，我们可以使用纤维束，纤维与底层空间的单个位置相关联，来描述缩放对任意数量粒子的影响。
2016-03-15 gr-qc math-ph math.MP
Entanglement-based quantum communication may prevent tracking the message sender
未经本人同意而获取信息发送者当前位置的可能性严重损害了通信的保密性。传统的通信系统不能保证通信的安全性，防止不必要的位置跟踪，因为发送者必须在发送消息的时刻广播信号。至少在原则上，信号源总是可以定位的。我们表明，量子通信使发送消息与预先分布的纠缠量子系统，本地弱测量，发送者和接收者之间的时间同步和经典通信的消息接收者单独，因此，物理上确保发送者的位置。
2016-01-06 quant-ph
Quantum communication without the necessity of quantum memories
众所周知，量子物理学允许以全新的方式创建，操纵和存储信息。量子通信--传输量子信息的能力--是任何量子互联网所必需的基本要素。量子通信的核心通常需要在远程位置之间形成纠缠链路。这些链路的性能受到这些位置之间的经典信令时间的限制-需要长寿命的量子存储器。在这里，我们提出了一个通信网络的设计，既不需要建立远程位置之间的纠缠，也不需要使用长寿命的量子存储器。量子数据可以沿着网络传输的速率仅受执行有效本地门操作所需的时间限制。因此，我们的方案可能提供比以前认为可能的更高的通信速率。
2013-06-18 quant-ph
Asynchronous Quantum Repeater using Multiple Quantum Memory
针对Duan-Lukin-Cirac-Zoller协议相位稳定性要求高且无法生成最大纠缠态的问题，提出基于后匹配思想的异步量子中继器协议，降低相位需求并原则上可生成最大纠缠态，基于克尔非线性谐振器的实现方案经模拟验证具优越性。
2024-11-26 quant-ph
Ultrafast and Fault-Tolerant Quantum Communication across Long Distances
量子中继器（QR）通过在远程位置之间建立纠缠量子比特来提供实现长距离量子通信的方式。我们研究了一种新的量子共振方法，在这种方法中，量子信息可以通过噪声信道忠实地传输，而不需要使用长距离隐形传态，从而消除了建立远程纠缠链路的需要。我们的方法利用小的编码块容错纠正操作和光子丢失错误。我们描述了一种方法来优化这些QR的资源需求，目的是生成一个安全的密钥。数值计算表明，我们的方案所需的量子存储位数与通信所需的距离具有良好的多对数标度。
2014-02-13 quant-ph
Two quantum algorithms for communication between spacelike separated locations
“无通信”定理禁止超光速通信，因为它表明爱丽丝对纠缠系统的任何测量都不能改变鲍勃状态的约化密度矩阵，因此鲍勃使用的任何测量算子的期望值保持不变。我们认为，“无通信”定理的证明是不完整的，超光速通信是可能的，通过在高维希尔伯特空间中使用辅助量子位的状态歧视。我们提出了两个量子算法，通过状态判别的两个观察员Alice和Bob之间的通信，位于类空分离的位置。Alice和Bob共享Bell状态$\frac{1}{\sqrt 2}(\ket{00}+\ket{11})$的每个量子位。在发送经典信息时，爱丽丝测量她的量子位，并根据她想发送的是$0$还是$1$，以两种不同的方式折叠鲍勃的量子位的状态。爱丽丝的第一次测量是在计算基础上，第二次测量在对她的量子比特应用阿达玛变换后再次在计算基础上。Bob的第一个算法检测具有错误概率$<\frac{1}{2^k}$的经典位，但是Alice和Bob需要共享$k$ Bell状态以用于传送单个经典位。鲍勃的第二种算法更复杂，但鲍勃可以使用四个辅助量子位确定性地检测经典位。我们还讨论了我们的算法可能的应用。
2022-09-16 quant-ph
A quantum network of entangled optical atomic clocks
光学原子钟是我们测量时间和频率的最精确的工具。它们能够在不同位置的原子之间进行精确的频率比较，以探测基本常数的时空变化，暗物质的性质，以及大地测量。对独立系统的测量受到标准量子极限（SQL）的限制;相反，对纠缠系统的测量可以超过SQL，达到量子理论所允许的最终精度--所谓的海森堡极限。虽然本地纠缠操作已被用来证明在微观距离的这种增强，远程原子钟之间的频率比较需要快速高保真纠缠之间的独立系统，没有内在的相互作用。我们证明了第一个量子网络的纠缠光学时钟使用两个$^{88}$锶$^+$离子分开的宏观距离（2米），纠缠使用光子链路。我们将纠缠增强用于离子之间的频率比较。我们发现，纠缠减少了测量的不确定性的一个因素接近$\sqrt{2}$，预测海森堡极限，从而减少了一半的数量所需的测量达到一个给定的精度。实际上，今天的光学时钟通常受到激光退相的限制;在这种情况下，我们发现使用纠缠时钟可以带来更大的好处，与传统的相关光谱技术相比，测量次数减少了4倍。作为一个证明的原则，我们证明了这种增强测量的频率偏移施加到一个时钟。我们的研究结果表明，量子网络现在已经达到了足够的成熟度，以增强计量学。这个两节点网络可以扩展到其他节点，其他种类的捕获粒子，或通过本地操作更大的纠缠系统。
2021-11-19 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement Swapping with Independent Sources over an Optical Fibre Network
纠缠态的隐形传态，即纠缠交换，在量子通信和网络中起着重要的作用，本文报道了在合肥市光纤网络上用两个独立的通信波段纠缠光子对源进行的纠缠交换的现场测试实验。两个源位于相距12 km的两个节点处，并且在第三位置中执行贝尔状态测量，该第三位置用14.7 km和10.6 km光纤连接到两个源节点。在我们的实验中观察到的平均可见度为79.9+/-4.8%，这足以推断违反了贝尔不等式。利用纠缠交换机制，我们实现了一个与源无关的量子密钥分发，该量子密钥分发对任何针对测量点检测的攻击都是免疫的。
2016-06-23 quant-ph
Spontaneous Quantum Teleportation in a Quenched Spin Lattice
建立了一个基于Ising的数值模型，研究了淬冷自旋晶格中自发的量子隐形传态.量子隐形传态是一种利用纠缠态粒子对在任意距离上高保真传输量子态的操作。在这样做时，它会破坏一个位置的状态并将其重新定位到另一个位置。在这种情况下，隐形传态作为一种长距离的相互作用，随机地将相关性和无序引入晶格。此外，还探讨了不同的贝尔态投影和纠缠对交换模型，以及退相干的影响。结果进行了比较，在一个和两个维度的几个热力学参数与温度的标准伊辛模型。
2015-11-07 cond-mat.dis-nn quant-ph
Nondestructive discrimination of Bell states between distant parties
本文提出利用预共享纠缠资源对远距离各方持有的贝尔态进行无损区分的方案，证明无辅助资源时成功概率上限为1/4，并在IonQ量子计算机上验证其可超越经典界限。
2024-07-02 quant-ph
Entangled Rendezvous: A Possible Application of Bell Non-Locality For Mobile Agents on Networks
Gdańsk University of Technology（格但斯克工业大学）；University of Gdańsk（格但斯克大学）
重新安排是一个古老的问题，确保两个或两个以上的当事人，最初分离，不知道对方的位置，不允许通信，满足没有预先协议的会议地点。这个问题已经在经典计算机科学中得到了广泛的研究，并且对于现代应用（如在敌方领土上协调一支无人机舰队）具有非常重要的意义。量子非定域性，如贝尔不等式破坏，已经表明在许多情况下，与经典源相比，量子纠缠允许两个分离的方的改进的协调。在许多情况下，非信号相关性甚至加强了这种现象。在这项工作中，我们分析，如何贝尔非局部性可以使用的非对称位置感知代理试图会合在一个有限的网络上，有限的步骤。我们为使用量子资源的代理和仅具有“经典”计算能力的代理提供了这个问题的最佳解决方案。我们的研究结果表明，对于三次图和循环，它是可能的，以获得优势，允许代理使用纠缠量子态的援助。
2022-07-28 cs.MA cs.RO quant-ph
Telecloning and multiuser quantum channels for continuous variables
我们提出利用纠缠（M+1）模量子态作为多用户量子信道进行连续变量通信。任意量子态可以通过该通道同时发送到M个远程和分离的位置，在每个输出模式中具有相等的最小过量噪声。对于一组相干状态输入，信道实现了在一定距离处的最佳对称1对M克隆（"远距克隆“）。它还提供了相干态的最佳克隆，而不需要放大感兴趣的状态。多用户量子信道的产生需要不超过两个10 \log_{10} [（\sqrt{M} -1）/（\sqrt{M} +1）] dB压缩态和M个分束器。
2000-12-13 quant-ph
Simultaneous Asymmetric Quantum Remote State Preparation Scheme in Noisy Environments
本文讨论了一种量子多任务协议，分别在两个不同的位置制备已知的单量子比特态和双量子比特态。首先讨论了理想的远程态制备协议，其中利用了五量子比特纠缠态。设计了制备这种纠缠的方法，并在IBM量子组合器平台上运行。三种类型的噪声对协议的影响进行了讨论，并在所有这些情况下，减少的过程的可靠性进行了计算。分析了这些结晶度随不同参数的变化。
2023-01-25 quant-ph
Repeater-Based Quantum Communication Protocol: Maximizing Teleportation Fidelity with Minimal Entanglement
该研究针对基于中继器的量子通信，提出一种新协议，在特定噪声态下以更少纠缠实现与标准协议相同的隐形传态保真度，提升量子资源利用效率。
2025-04-01 quant-ph
Localized Covariant Quantities Appear To Underlie Quantum Circuits
San José State University（圣何塞州立大学）；University of Sydney（悉尼大学）；QuantWare
研究量子电路中每个量子比特的局域弱值构成协变张量，其演化遵循协变动力学规则，支持量子电路具有与经典时空兼容的实在性描述。
2026-09-04 quant-ph
Security Enhancement of Quantum Communication in Space-Air-Ground Integrated Networks
本文针对空天地一体化网络中的量子通信安全问题，提出将经典Turbo编码与量子Shor纠错码结合，并引入QSDC协议检测窃听，从而在存在信道错误和窃听的实际条件下同时实现可靠且绝对安全的量子信息传输。
2024-10-22 eess.SP quant-ph
Tailoring the degree of entanglement of two coherently coupled quantum emitters
量子纠缠非局域态的控制和操纵是量子信息处理发展的关键步骤。一个有希望的途径，以实现这种状态在广泛的规模是耦合固态量子发射器通过他们的相干偶极-偶极相互作用。纠缠本身就具有挑战性，因为它需要发射极之间的纳米距离和几乎简并的电子跃迁。实现高光谱成像，以确定耦合的有机分子对被困在一个低温矩阵，我们达到独特的光谱特征的最大分子纠缠通过斯塔克效应调谐的量子发射器的光学共振。我们还展示了长寿命的亚辐射离域态的远场选择性激发与激光场的振幅和相位定制。有趣的是，纠缠分子的光学纳米图像揭示了由其激发途径中的量子干涉引起的新的空间特征，并揭示了每个量子发射体的确切位置。受控的分子纠缠可以作为一个实验平台来破译由相干耦合控制的更复杂的物理或生物机制，并为实现新的量子信息处理平台铺平道路。
2021-09-22 physics.optics quant-ph
Loss-tolerant position-based quantum cryptography
基于位置的量子密码（PBQC）允许一方使用其地理位置作为其唯一的凭证来实现各种密码协议。这样的协议可能会导致在实践中的重要应用。虽然已经证明，任何PBQC协议是可破的，如果对手预先共享一个任意大的纠缠态，在有界量子存储模型中的PBQC的安全性仍然是一个悬而未决的问题。在本文中，我们研究了各种PBQC协议的性能在一个有损信道的假设下，没有纠缠是预先共享的对手。通过引入诱饵态的思想，我们证明了在本征量子误码率为1%的条件下，利用弱相干源和真实单光子探测器实现的扩展BB84型PBQC协议可以容忍13 dB的总损耗（包括信道损耗和探测效率）.我们还研究了几个连续变量PBQC协议，并表明，他们遭受3 dB的损失限制。
2015-04-10 quant-ph
Experimental distributed quantum sensing in a noisy environment
本文实验演示了基于 trapped-ion 的分布式量子传感协议，通过创建多维传感器纠缠态在噪声环境中隔离并检测信号，优于无纠缠策略，适用于任意距离与场，为量子传感器网络提供了应用前景。
2025-11-02 quant-ph
Continuous variable entanglement distillation of Non-Gaussian Mixed States
量子隐形传态、密集编码和基于纠缠的量子密钥分发等量子信息通信协议都是基于量子纠缠在光网络中的忠实传输。然而，这种网络中纠缠的分布受到所有实际量子信道中固有的损耗和噪声的阻碍。因此，为了实现忠实的传输，必须求助于纠缠蒸馏协议。在本文中，我们提出了一个详细的理论分析和实验实现的连续变量纠缠蒸馏的通道，是由不同类型的非高斯噪声。利用光纤中的三阶非线性产生连续变量纠缠态，并通过改变损耗的自由空间实验室信道来模拟具有变化损耗的自由空间大气信道。我们利用线性光学元件、零差测量和经典通信来提取纠缠，发现对于某些特定的非高斯噪声信道，利用这种方法可以概率性地增加纠缠.
2010-02-01 quant-ph
Classical theories of gravity produce entanglement
Royal Holloway, University of London（伦敦大学皇家霍洛威学院）
本文论证经典引力可通过局域过程传递量子信息并产生纠缠，为区分经典与量子引力效应提供实验设计依据。
2026-07-02 quant-ph
Continuous-variable entanglement distillation over a pure loss channel with multiple quantum scissors
纠缠蒸馏是在远程位置之间分配高质量纠缠的关键原语。基于量子剪刀的概率无噪声线性放大是从有噪声的连续变量纠缠态中提取纠缠的一种方法。作为一种非高斯操作，量子剪刀的分析具有挑战性。在双模压缩真空输入的纯损耗信道中，我们推导了多量子剪刀所预示的非高斯态。我们选择反向相干信息（RCI）作为我们的品质因数，它是量子态在单向局域操作和经典通信（LOCC）条件下纠缠度的一个下界。我们评估了一个高斯下界的RCI的预示状态。我们证明了它可以超过纯损耗信道的无限双向LOCC辅助的直接传输纠缠蒸馏能力。最佳预示高斯RCI与两个量子剪刀被发现是显着超过与一个单一的量子剪刀，虽然在成本的成功概率降低。我们的结果加强了利用量子剪刀实现CV量子态量子中继方案的可能性。
2019-06-20 quant-ph
Quantum teleportation of multiple properties of a single quantum particle
量子隐形传态提供了一种“无实体”的方式，在先前共享的纠缠态和经典通信信道的帮助下，将量子态从一个物体转移到远处的另一个物体。除了它的基本利益，隐形传态已被认为是一个重要的元素，在长距离量子通信，分布式量子网络和基于测量的量子计算。在不同的物理系统中，如光子、原子、离子、电子和超导电路中，已经有许多隐形传态的演示。然而，所有以前的实验仅限于一个自由度（DoF）的隐形传态。然而，单个量子粒子可以自然地拥有各种DoF-内部和外部-并且它们之间具有相干耦合。一个基本的开放挑战是同时传送多个DoF，这是完全描述量子粒子所必需的，从而真正完整地传送它。在这里，我们展示了第一个隐形传态的复合量子态的一个光子编码的自旋和轨道角动量。我们发展了一种利用概率量子非破坏测量来投影和鉴别超纠缠Bell态的方法，该方法可以扩展到更多的自由度。我们验证了自旋轨道乘积态和混合纠缠态的量子隐形传态，并获得了0.57 ~ 0.68的量子隐形传态保真度，超过了经典极限。我们的工作朝着更复杂的量子系统的隐形传态迈出了一步，并展示了可扩展量子技术的增强能力。
2014-12-12 cond-mat.str-el physics.pop-ph quant-ph
Quantum teleportation and information splitting via four-qubit cluster state and a Bell state
量子隐形传态提供了一种“无形”的方式，利用经典的通信信道和先前共享的纠缠态，将量子态从一个物体传输到另一个物体。本文提出了一种三重概率隐形传态方案，利用$\left.|ϕ\right\rangle_{1234}=\left.α|0000\right\rangle+\left.β|1010\right\rangle+\left.γ|0101\right\rangle-η\left.|1111\right\rangle$形式的四量子比特团簇态作为量子信道，在不丢失被传态信息的情况下实现任意单量子比特态的概率隐形传态，其中非零实数$α$，$β$，$γ$和$η$满足关系式$|α|^2+|β|^2+|γ|^2+|η|^2=1$ .通过引入具有状态$\left|0\right\rangle$的辅助量子比特，使用合适的么正变换和正算子值测度（POVM），接收器可以重建原始量子比特的状态。这里展示的隐形传态方案的一个重要优点是，如果隐形传态失败，如果有关各方共享另一对纠缠量子比特，则可以重复隐形传态，而不需要隐形传态的副本。我们还提出了一个通过上述团簇态和Bell态作为量子信道实现任意两粒子系统量子信息分裂的方案。与安全攻击有关的问题进行了检查的情况下，发现该协议是安全的。该协议具有高效、易于实现的特点。
2017-05-05 math-ph math.MP quant-ph
