Contextual, Optimal and Universal Realization of the Quantum Cloning Machine and of the NOT gate
本文报道了用量子注入光参量放大（QIOPA）同时实现通用最优量子克隆机（UOQCM）和通用非门（UNV）。这两个过程，禁止在其确切形式的基本量子限制，被发现是普遍的和最佳的，和测量的保真度F<1被发现接近的极限值评估的量子理论。这项工作可能会启发，但很少探索内在的量子力学的深层结构的基本公理性质的互连。
2003-12-15 quant-ph
Teleportation scheme implementing contextually the Universal Optimal Quantum Cloning Machine and the Universal Not Gate. Complete experimental realization
通过对量子态隐形传态的标准协议进行重大修改，实现了量子力学严格禁止的两个过程：通用非门和通用最优量子克隆机.特别地，已经报道了Tele-UNOT Gate的第一个实验演示，一种新的量子信息协议（cfr. quant-ph/0304070）。一个完整的实验实现的协议在这里。
2003-10-03 quant-ph
Cloning of arbitrary mirror-symmetric distributions on Bloch sphere: Optimality proof and proposal for practical photonic realization
我们研究了能优于普适克隆的态相关量子克隆。这可以通过使用关于待克隆的给定量子态的一些先验信息来实现。具体地说，我们提出了量子最优镜像相位协变克隆的推广和光学实现，它是指泡利Z算子的期望值的模已知的量子比特集的最优克隆。我们的结果可以应用于Bloch球上任意镜像对称分布的量子比特的克隆，包括特殊情况下的普适克隆和相位协变克隆。我们表明，克隆是最优的，通过调整我们以前的最优性证明轴对称克隆[物理学评论82，042330（2010）]。此外，我们提出了一个光学实现的最佳镜像相位协变1到2克隆的量子位，其中成功克隆的平均概率从1/6到1/3取决于先验信息的一组量子位被克隆。量子比特由I型自发参量下转换产生的光子的偏振态表示。该方案是基于两个光子的干涉的非平衡偏振相关的分束器具有不同的垂直和水平偏振分量的分束比和额外的应用程序的前馈通过普克尔斯盒。仔细研究了所提出的设置的实验可行性，包括各种缺陷和损失，包括：（i）在I型自发参量下转换中产生纠缠光子对的有限效率，（ii）选择不平衡分束器的各种分束比的影响，（iii）常规和单光子鉴别探测器的应用，（iv）暗计数和探测器的有限效率。
2011-03-28 quant-ph
Contextual Realization of the Universal Quantum Cloning Machine and of the Universal-NOT gate by Quantum Injected Optical Parametric Amplification
同时，上下文实验演示克隆输入量子位和翻转成正交量子位的两个过程的报告。所采用的实验装置，量子注入光参量放大器（QIOPA）同时转换为通用最优量子克隆机（UOQCM）和通用非量子信息门。这两个过程，实际上在它们的基本量子限制的精确形式中是被禁止的，将被发现是普遍的和最佳的，即两个过程F<1的测量保真度将被发现接近于量子理论评估的极限值。对这些过程的理论和实验研究，可能代表了经典世界和量子世界之间的基本差异，可以以统一的方式揭示量子信息的详细结构。它也可能启发在量子力学的深层结构中基本公理性质的尚未探索的互连。PACS编号：03.67。a，03.65.Ta，03.65.Ud
2003-02-11 quant-ph
Quantum storage and cloning of light states in EIT-like medium
本文研究了在电磁感应透明（EIT）效应存在下，利用三能级原子（分子）系统存储和克隆量子信息的新方法。为此，提出了介质中光场量子态转化为亮、暗极化激元的各种方案。首次提出了实现量子光态的量子非破坏存储的物理条件。我们证明了原子系综处于玻色-爱因斯坦凝聚态时，能获得最佳的存储和克隆。我们讨论了受激拉曼双色光缔合实验实现的计划正在考虑中。
2006-09-25 quant-ph
Unconditional quantum cloning of coherent states with linear optics
提出了一种光相干态的最佳高斯克隆方案，并进行了实验验证。它的光学实现完全基于简单的线性光学元件和零差检测。所提出的方案的最优性仅限于检测效率低。在实验中，我们实现了约65%的克隆保真度，这几乎接近2/3的最佳值。
2005-07-14 quant-ph
Optimal mirror phase-covariant cloning
我们提出了一个量子克隆机，它克隆一个量子比特成两个克隆假设已知的模的期望值的泡利Z-矩阵。该过程被称为镜像相位协变克隆，对于该过程，输入状态比标准相位协变克隆的输入状态先验地更少被知道。通过推广Fiurasek [Phys.Rev.A64，062310（2001）]的方法，导出了最优克隆的极值方程，并进行了解析求解。描述了实现最优克隆变换的量子线路及其在量子点系统中的物理实现。
2009-09-10 quant-ph
Anomalous lack of decoherence of the Macroscopic Quantum Superpositions based on phase-covariant Quantum Cloning
我们发现，所有基于相位协变量子克隆的宏观量子叠加（MQS）的特征在于对去相干过程具有异常高的弹性。该分析支持最近的MQS实验的结果，并导致构思一个有用的猜想，关于实现复杂的消相干的量子信息，如量子计算机的结构。
2009-09-03 quant-ph
Experimental asymmetric phase-covariant quantum cloning of polarization qubits
本文报道了$1 \to 2$非对称相位协变单光子偏振态克隆机的两种光学实现。实验装置结合了双光子干涉和可调偏振滤波，使我们能够控制克隆机的不对称性。第一个方案涉及一个特殊的不平衡体分束器，表现出不同的垂直和水平偏振分束比，分别。第二个实施方案包括一个平衡的光纤耦合器，光子聚束发生，其次是一个自由空间部分与偏振滤波器。通过这种后一种方法，我们能够证明非常高的克隆同源性，其高于通用克隆极限。
2008-10-15 quant-ph
Realization of Universal Optimal Quantum Machines by Projective Operators and Stochastic Maps
最佳量子机可以通过线性投影运算来实现。在目前的工作中，一个一般的量子比特对称化理论，通过调查的密切联系，量子比特的纯化过程和任何通用的最佳反酉映射的可编程隐形传态。此外，本文还利用一种新颖的、非常一般的角动量理论分析了N->M克隆映射和N->（M-N）通用非门隐形传态的上下文实现。本文报道了一组扩展的状态对称化线性光学实验实现。这些包括1->2克隆过程，UNOT门和偏振编码量子比特的最佳部分转置映射的量子层析表征。
2004-07-22 quant-ph
Economical realization of phase covariant devices in arbitrary dimensions
我们描述了d维量子系统相位协变多用户量子变换的统一框架。我们推导了多相态的最佳相位协变克隆和转置变换。我们表明，对于某些特定的输入和输出的副本数之间的关系，它们对应于经济的转换，这可以实现，而不需要辅助系统。我们证明了最佳相位协变克隆和转置映射之间的关系，以及赤道态多相位的最佳估计。
2006-06-14 quant-ph
Experimental reversion of the optimal quantum cloning and flipping processes
量子克隆机将一个未知的任意输入量子比特映射成两个最优克隆和一个最优翻转量子比特。通过结合线性和非线性光学方法，我们实验实现了一个方案，克隆变换后，恢复原始输入量子比特的输出通道之一，通过使用本地测量，经典通信和前馈。这种重要的类似心灵运输的方法展示了在克隆过程中信息是如何被保存的。该过程的实现有望在现代多体量子密码学中得到应用。
2005-04-28 quant-ph
Solid-State Optimal Phase-Covariant Quantum Cloning Machine
本文报道了在室温固态系统中实现单电子自旋的最优相位协变量子克隆机的实验结果。两个逻辑量子比特的三个态被物理编码在一个单电子自旋的三个能级中，在金刚石的氮空位缺陷中心有两个塞曼子能级。输入态的制备和相位协变量子克隆变换由两个独立的微波场控制。平均实验保真度达到85.2%，非常接近理论最佳保真度85.4%，超过了通用克隆的界限83.3%。
2011-09-29 quant-ph
A robust one-step catalytic machine for high fidelity anti-cloning and W-state generation in a multi-qubit system
我们提出了一个物理上可实现的机器，它可以生成多粒子W-样的状态，或实现高保真$1 \to M$（$M=1,2,... \infty$）反克隆的任意量子比特状态，在一个单一的步骤。此外，这台通用机器充当催化剂，因为它在任何一个程序之后都不会改变，有效地为下一个操作重置自己。它还具有固有的{ \em免疫}去相干。最重要的是，在实际的多方量子通信方面，随着量子比特$M$的数量增加，机器在存在退相干的情况下的鲁棒性实际上{ \em增加}。
2004-09-16 quant-ph
Experimental phase-covariant cloning of polarization states of single photons
给出了最优对称相位协变1->2克隆量子比特态的实验实现。量子比特由自发参量下转换产生的光子的偏振态表示。该实验是基于两个光子在一个定制的分束器上的干涉，该分束器对垂直和水平偏振分量具有不同的分束比。从测量的数据，我们估计实施克隆转换使用最大似然法。结果表明，实现的变换与理想变换非常接近，地图保真度达到94%。
2006-07-21 quant-ph
Can a "Hidden Variable'' Quantum Theory Evade the "No-Cloning" Theorem?
如果是的话，那么我们可以期待超光速通信的物理实现，因为“非克隆”定理的最初考虑部分是为了解释为什么某些超光速信号方案不能工作。如果否，那么似乎“隐藏”变量的某些方面必须是“内在隐藏”的，即，“不可知的”，这样的“隐藏变量”理论更属于“唯心主义”而不是“现实主义”的思想流派。我提出这个问题，但没有提出一个明确的答案。我不知道在“禁止克隆”定理提出以来的这23年里有任何关于这一主题的评论，但我很高兴能得到更多知识渊博的读者的启发。
2005-10-06 quant-ph
Optimal cloning of single photon polarization by coherent feedback of beam splitter losses
光场可以通过测量在反射率为R的分束器处反射的场幅度并将与测量结果成比例的相干幅度添加到透射场来放大。通过将这种放大方案的量子光学实现应用于单光子输入，可以克隆光子的偏振态。当放大增益因子等于1-R的平方根的倒数时，单光子偏振的最佳克隆是可能的。
2006-07-31 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
Optical Quantum Cloning - a Review
在简要介绍了量子不可克隆定理及其与量子力学的线性和因果关系的联系之后，概述了量子克隆机的概念，尽可能按照主要结果的时间顺序排列。综述了量子克隆机的重要分类，特别是状态无关和状态依赖克隆机。利用完全正映射与算子之间的同构关系，从形式的角度研究了1-to-2克隆问题，得到了所谓的双Bell映射。这也产生了一个有效的数值方法，量子克隆，基于半定规划方法。推导出最佳的N到M的通用克隆机在d维，然后详细说明，以及不对称克隆机的概念。在这篇评论的第二部分，被认为是克隆机的光学实现。结果表明，光子的普适克隆可以通过光的参量放大或通过Hong-Ou-Mandel效应的对称化来实现。综述了量子克隆机的各种实验演示。正交偏振光子的克隆也被认为是，以及光子的非对称和相位协变克隆。最后，分析了量子克隆在连续变量上的推广。解释了通过相位不敏感放大的光相干态的最佳克隆，以及用线性光学、测量和前馈操作的连续变量量子克隆的实验实现。
2005-12-21 quant-ph
Optimal realization of the transposition maps
我们解决了有限维和无限维任意量子系统纯态转置的最佳物理近似问题。对于任意有限维，给出了一个么正实现，并给出了最优的量子克隆映射。
2003-04-28 quant-ph
Realization of Probabilistic Identification and Clone of Quantum-States II Multiparticles System
在给定先验概率的情况下，利用幺正表示方法，利用通用量子逻辑门实现了多粒子系统线性独立量子态的概率克隆和识别.我们的结果对分离态和纠缠态具有普适性。我们还提供了在给定$M$初始副本的条件下实现的每个状态。
1999-07-31 quant-ph
Realization of the Optimal Universal Quantum Entangler
我们提出了第一个实验演示的“最佳”和“通用”的量子纠缠过程，涉及量子比特编码的单光子的偏振。“量子纠缠机”的结构由量子注入光参量放大器组成，并实现了1->2普适量子克隆和普适非（U-NOT）门的上下文实现。
2004-10-27 quant-ph
Sequential quantum cloning under real-life conditions
我们考虑了Gisin和Massar的最优量子克隆机的顺序实现，并提出了实验实现这样的量子克隆机的优化协议，但受到现实生活中的限制。我们演示了如何利用矩阵积状态（MPS）形式主义和随后的变分优化技术揭示克隆过程的Gisin-Massar输出的有趣代数结构，并对Delgado等人的顺序克隆处方的最优性带来显着改进[Phys. Rev. Lett. 98，150502（2007）]。我们的数值结果表明，正统的最佳量子克隆的范例，可以在实践中实现一个更经济的方式，利用相当少的信息和数字资源比迄今估计。代替先前预测的所需辅助维度D与量子位数n的线性缩放，我们的配方允许实现这样的顺序克隆设置，其具有至多D=3至n=15量子位的实验可管理的维度辅助。我们还满意地解决提供一个最佳范围的顺序辅助量子位相互作用的最佳克隆的任意状态在现实的实验环境下，只有一个有限的类这样的二分相互作用可以在实践中工程的可能性。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Sequential Quantum Cloning
并非所有对一组量子位的酉操作都可以通过每个量子位与辅助系统之间的顺序相互作用来实现。我们分析了序列量子克隆1->M的特殊情况，证明了辅助子的最小维数D随克隆数M线性增长。特别地，我们得到了对称泛量子克隆的D = 2 M和对称相位协变克隆的D = M+1。此外，我们为这两种情况下的顺序过程的每个步骤中所需的辅助量子位相互作用提供了一个配方。
2007-03-08 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
Cloning of Quantum Entanglement
量子不可克隆性是量子力学定律的一个基本限制，它是量子密钥分发物理安全的基础。然而，量子物理确实允许近似克隆，其状态保真度和/或概率成功都不完美。尽管以前已经测试了单粒子态的近似量子克隆，但量子纠缠（一种高度非经典的相关性）的实验克隆仍然没有探索。基于多光子线性光学平台，我们首次实现了双光子纠缠态的量子克隆。结果表明，一个最大纠缠光子对可以传播成两个纠缠光子对，且两个纠缠光子对的态密度都在50%以上.我们的结果是克隆复杂量子系统的关键一步，并可能为量子纠缠提供新的见解。
2020-10-05 quant-ph
Realization of an Optimally Distinguishable Multi-photon Quantum Superposition
我们报道了一个多粒子纠缠的纯光子量子叠加态的成功产生。它们是由高增益的量子注入参量放大器对单个光子量子比特的多个（通用）克隆产生的。这个过程的信息保持属性建议将这些状态命名为“多粒子量子比特”。它们是研究量子系统中经典世界的出现和退相干过程的理想对象，并且可能允许通用2-qubit逻辑门的实际实现。
2004-11-06 quant-ph
Quantum cloning attacks against PUF-based quantum authentication systems
随着物理不可克隆函数（PUF）的出现，基于PUF的量子认证系统（QAS）已经被提出用于安全目的，并且最近已经证明了原理实验。作为完成安全性分析的进一步步骤，我们研究了针对基于PUF的量子认证系统的量子克隆攻击，并证明了量子克隆攻击优于所谓的挑战估计攻击。利用相应的最优量子克隆机给出了错误接受概率的解析表达式，推广了文献中的结果。根据这些发现，一个明确的比较基于PUF的量子认证系统和量子密钥分发（QKD）协议在克隆攻击的背景下。此外，从实验的角度，平均光子数和探测效率之间的权衡进行了详细讨论。
2016-05-03 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
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
Several experimental realizations of symmetric phase-covariant quantum cloner of single-photon qubits
我们比较了几种光学实现的相位协变克隆机。实验是在体光学中用特殊的非平衡分束器或平衡分束器加状态滤波复制单光子的偏振态。还讨论了基于全光纤的设置，其中信息被编码成空间模式，即，光子可以通过两个光纤传播。这四种实现方式中的每一种都有一些优点和缺点，下面将对它们进行讨论。
2007-06-08 quant-ph
On optimal cloning and incompatibility
我们研究了对称量子克隆机（QCM）在量化量子观测量的相互不兼容性中的作用。具体而言，我们确定了一个克隆为基础的不兼容性措施，从而一组观测值的不兼容性可能量化以及如何通过对称QCM克隆其本征态的均匀系综。我们表明，这个新的不相容性措施$\mathcal{Q}_{c}$是{ \it忠实}，因为它只为交换可观测量消失。我们证明了一个上限$\mathcal{Q}_{c}$的任何一组的观测量在有限维系统，并表明，达到上界当且仅当观测量是相互无偏的。最后，我们使用我们的形式主义，以获得最佳的量子克隆一对量子比特可观测量。我们的工作标志着在形式化的两个基本概念之间的联系，在量子信息理论，即不可克隆原则和存在的不相容的观测量在量子理论的重要一步。
2021-09-17 quant-ph
Low-Noise Amplification of a Continuous Variable Quantum State
我们提出了一个低噪声，相位不敏感的光放大器的实验实现使用四波混频在热Rb蒸汽的相互作用。对于一系列放大器增益，可以实现接近量子极限的性能，包括接近1。这种低噪声放大器对于所谓的量子克隆机是必不可少的，并且在量子信息协议中很有用。我们证明了在保持纠缠的情况下，放大和“克隆”双模压缩态的一半是可能的。
2009-06-27 quant-ph
Probabilistic cloning with supplementary information
我们考虑概率克隆的状态选择从一组相互非正交的纯态，在一方持有补充信息的形式的纯态的帮助下。当状态数为2时，我们证明了产生m个副本的最佳效率总是通过两步协议来实现的，在该协议中，帮助方首先尝试从补充状态产生m-1个副本，如果失败，则使用原始状态来产生m个副本。另一方面，当状态的数量超过两个时，这种协议并不总是实现最佳效率。我们给出的例子中，即使我们允许任何数量的单向经典通信的帮助方的最佳效率是没有实现的。
2005-10-05 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
Information-technology approach to quantum feedback control
从量子信息的角度重新审视了量子控制理论，给出了量子信息技术在量子反馈控制中的作用的两个结果，提出了两种量子反馈控制方案：基于远距离传送的量子反馈控制和基于量子克隆的量子反馈控制.在第一种反馈方案中，被控量子系统的输出通过隐形传态反馈到远处的致动器，以改变系统的动力学。理论分析表明，它可以完成马尔可夫或贝叶斯量子反馈不能完成的任务，如远距离反馈量子控制。在第二种反馈策略中，量子反馈控制算法的设计被分为两个阶段：一个是状态识别阶段，通过识别克隆机中的一些副本来向执行器发出“开关”信号;在信息获取和测量扰动之间建立了一个折衷方案，该策略可以在相干反馈的情况下完成一些量子控制任务。
2005-03-01 quant-ph
Robustness-based bounds for approximate joint realizations of incompatible quantum channels
Aix-Marseille University（艾克斯-马赛大学）；The University of Osaka（大阪大学）；Nagoya University（名古屋大学）
本文研究了量子通道不相容性对近似联合实现精度的影响，提出通用稳健性作为衡量通道不相容性的资源量化器，并展示了其在测量通道中的统一框架。
2026-11-02 quant-ph
Upper Bounds for the Number of Quantum Clones under Decoherence
通用量子克隆机（UQCM），有时称为量子克隆机，产生许多具有相同密度矩阵的输出，与量子力学基本原理所允许的输入状态非常相似。任何量子克隆器的实验实现都必须应对退相干的影响，退相干会终止UQCM所要求的相干演化。我们研究有多少克隆可以在一个消相干时间内产生。我们比较的时间，量子克隆器实现捕获离子需要产生$M$副本从$N$相同的纯态输入和退相干时间，在此期间的自发发射的概率变得不可忽略。我们找到一种方法来构建一个$N\to M$克隆电路，并估计所需的基本逻辑门的数量。事实证明，我们的电路非常容易受到自发发射的影响，因为电路中的门的数量与所涉及的量子比特的数量呈指数关系。
2002-11-11 quant-ph
Optical realization of one-dimensional generalized split-step quantum walks
量子漫步不仅仅是构建量子算法的工具。它们已被有效地用于许多复杂物理过程的量子动力学建模和仿真。特别是，离散时间量子行走的一种变体，称为分步量子行走，与狄拉克元胞自动机和拓扑绝缘体密切相关，其实现依赖于演化算子的位置相关控制。由于易于操作的多个自由度的光子，我们提供了一个光学设置的分裂步操作，结合位置相关的硬币（PDC）操作可以完成一个桌面设置的广义分裂步行走。此外，我们提出了一个光学实现PDC操作，允许，例如，实现电量子行走，控制本地化动力学，并模拟时空曲率效应。此外，我们还提出了一种实现{ \it any} $t$ -步分步量子行走的装置，该装置包括2个$J$ -板、2个可变波片、1/2波片、1个光开关和1个光延迟线。
2023-01-04 quant-ph
Efficient quantum algorithm for solving structured problems via multi-step quantum computation
在经典计算中，一个问题可以在多个步骤中解决，其中每个步骤的计算结果可以重复复制和使用。而在量子计算中，由于不可克隆定理不允许对一个未知的量子态进行完美的复制，所以很难实现类似的多步计算过程。我们发现了一种基于量子共振跃迁的方法来保护和重用一个未知的量子态，该方法对中间步骤的计算结果进行编码，而不对该状态进行复制，并提出了一种通过多步量子计算过程来解决问题的量子算法。在求解一类结构化搜索问题时，该算法比经典算法具有指数级的加速比。
2022-03-28 quant-ph
Fibre-optics implementation of asymmetric phase-covariant quantum cloner
我们提出了利用纤维光学实现量子比特态的最佳对称和非对称相位协变1->2克隆的实验方法。每个量子比特的状态被编码成单个光子，该光子可以通过两个光纤传播。我们的设备的操作是基于单光子和双光子干涉。我们已经演示了从布洛赫球的赤道创建两个量子位的任何状态的副本。这两个副本的测量结晶度接近理论值，它们超过了通用克隆机可获得的理论最大值。
2006-12-14 quant-ph
Investigating macroscopic quantum superpositions and the quantum-to-classical transition by optical parametric amplification
本工作报告的扩展研究工作集中在理论和实验实现的宏观量子叠加（MQS）与光子。众所周知，这个有趣的基本量子条件是埃尔温·薛定谔（Erwin Schroedinger）在1935年提出的著名论点的核心。实际实现这一目标的主要实验挑战通常在于与环境的不可避免和不受控制的相互作用，即退相干导致与宏观系统相关的量子特征的任何证据被取消。本方案基于非线性过程，即“量子注入光参量放大”，其通过线性化克隆过程将单粒子态（即微量子比特）的量子相干性映射到宏量子比特，宏量子比特由量子叠加中的大量M个光子组成.由于发现所采用的方案对退相干有弹性，因此在室温下用$M\geq $ $10^{4}$进行了MQS验证实验。这一结果引发了对量子克隆、量子放大和量子退相干的进一步研究。本文概述了相关的理论，并对“无信号定理”的检验和光子MQS与玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学相互作用等实验进行了评述。此外，将微-宏纠缠机制的考虑扩展到宏-宏纠缠条件.在实验中发现了大M时的MQS干涉图样，并对有限数量的生成粒子$M\precsim 12$证明了微观-宏观纠缠。最后，从量子基础和量子测量的进一步研究的角度，展望了这种新方法所开辟的前景。
2012-02-24 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
Quantum Vault: Symmetric No-Cloning Protection for Token Issuer and User (Benchmarked on IBMQ)
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH（柏林赫尔姆霍兹材料与能源中心）；Freie Universität Berlin（柏林自由大学）
针对量子代币中窃取经典侧信息的伪造攻击，提出量子金库方案，在银行存储代币副本以移除侧信息，实现对称保护、公钥认证、可追溯和可撤销，并在IBMQ上验证安全性。
2026-09-15 quant-ph
Experimental realization of a highly structured search algorithm
Hogg[Phys.Rev.Lett. 80，2473（1998）]中的方法在单搜索步中通过使用具有两个量子比特样本的核磁共振技术来实验地实现1-SAT问题。这是Hogg算法的第一次演示，如果实验上可行，可以很容易地扩展到一步解决更多量子比特的1-SAT问题。
2000-07-13 quant-ph
Physical realization of topological quantum walks on IBM-Q and beyond
讨论了有限格上拓扑量子行走的一种有效物理实现。$N$点晶格是用$\log_2 N$量子位实现的，并且量子线路利用了多个量子门，这些量子门在量子位的数量上是多项式的。在一定的尺度限制下，我们证明了大量的步骤是由多个量子门实现的，而量子门的数量与步骤的数量无关。我们在IBM-Q五量子比特量子计算机上运行了量子算法，从而实验证明了具有$N=4$点的晶格上的拓扑特征，例如边界束缚态。
2017-10-10 quant-ph
Circuit QED: single-step realization of a multiqubit controlled phase gate with one microwave photonic qubit simultaneously controlling $n-1$ microwave photonic qubits
提出了一种利用微波光子量子比特同时控制$n-1$目标微波光子量子比特实现多目标量子比特受控相位门的新方法。该门是用耦合到超导通量quutrit的$n$微波腔实现的。每个腔都有一个微波光子量子比特，它的两个逻辑态分别由单个腔模的真空态和单光子态表示。在门操作期间，qutrit保持在基态，因此从qutrit的退相干被极大地抑制。该方案只需要一个单步操作，因此门的实现非常简单。门操作时间与量子比特的数量无关。此外，该方案不需要施加经典脉冲或任何测量。数值模拟结果表明，利用现有的电路QED技术，可以实现一个微波光子量子比特同时控制两个目标微波光子量子比特的受控相位门的高保真实现。该方案具有很好的通用性，可以应用于多种物理系统中，如多个微波或光腔耦合到自然或人工$Λ$型三能级原子中。
2019-10-18 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
Sequential realization of Quantum Instruments
RCQI, Institute of Physics, Slovak Academy of Sciences（斯洛伐克科学院物理研究所）
本文提出通过自适应仪器序列实现量子仪器的顺序化，减少所需量子比特数量，并确定了优化权衡的条件。
2026-11-03 quant-ph
Realization of universal nonadiabatic geometric control on decoherence-free qubits in the XY model
量子信息处理的一个基本要求是防止退相干和噪声的不利影响。消相干子空间和几何处理是量子信息保护的重要步骤。在这里，我们提供了一个新的实验上可行的方案，结合消相干自由子空间与非绝热几何操作，以实现一个通用的量子计算。该方案不同于以往的方案，它基于典型的XY相互作用耦合，可以在各种纳米工程系统中建立，从而为在无消相干子空间中实现非绝热完整量子计算开辟了道路.
2017-12-03 quant-ph
Experimental Realization of a Photonic Bell-State Analyzer
高效的隐形传态是量子计算和量子网络的关键一步。在量子比特的情况下，必须区分四种不同的纠缠贝尔态。我们已经实现了一个概率，但在原则上是确定性的，贝尔态分析仪的两个光子量子比特的使用无损控制非门的基础上完全线性光学元件。由于利用了量子干涉效应，该门能够以高于75%的保真度区分所有的贝尔态，而没有任何噪声扣除。
2005-07-19 quant-ph
On Abstract Machine Semantics for Proto-Quipper-M
Quipper是一种用于描述量子电路的特定领域程序设计语言。因为它是作为Haskell中的嵌入式语言实现的，所以Quipper是一种非常实用的函数式语言。然而，出于同样的原因，它缺乏正式的语义，并且受到Haskell类型系统的限制。特别是，由于Haskell缺乏线性类型，很容易编写违反量子态不可克隆特性的Quipper程序。为了以类型安全的方式形式化Quipper的相关片段，在过去几年中引入了Proto-Quipper家族的研究语言。在本文中，我们首先回顾Proto-Quipper-M，Proto-Quipper家族的一个实例，它基于量子电路的分类模型，具有线性类型系统，保证了非克隆属性在编译时保持不变。然后，我们推导出一个试探性的小步操作语义的大步骤语义的Proto-Quipper-M，我们证明了这两个是等价的。在证明了试探性语义的主题缩减和进展结果后，我们在此基础上构建了一个真正的抽象机器风格的小步语义，我们最终证明了它与原始语义是等价的。
2021-05-07 cs.LO cs.PL quant-ph
Realization of single-qubit positive operator-valued measurement via a one-dimensional photonic quantum walk
我们通过将量子位实现为光子量子行走中的硬币并使行走者进行投影测量来执行量子位的广义测量。我们的实验技术可以用来实现光子任何秩1单量子比特正算符值测量通过构建一个适当的干涉量子行走网络，然后投影测量的步行者的位置在最后一步。
2015-01-22 quant-ph
Realization of a quantum walk in phase space using resonator-assisted double quantum dots
基于超导共振器辅助双量子点的新机制，实现了相空间中的量子行走。通过对混杂系统的分析，得到了实现相空间量子行走的必要条件：行走者、硬币、抛硬币和条件相移。为了实现抛硬币算子，我们增加了一个驱动场的谐振器。利用量子点与谐振腔场的相互作用实现条件相移。此外，我们还证明了在不同的驱动场作用下，相空间中的量子行走呈现出超过25步的弹道行为，并数值分析了影响行走在相空间中扩展的因素。
2014-07-30 quant-ph
