相对态、量子轴和量子参照

量子参考系质量的度量：框架性的相对熵

Measuring the quality of a quantum reference frame: the relative entropy of frameness

在不存在用于与群G相关联的变换的参考系的情况下，在G的作用下非不变的任何量子态可以充当缺失的参考系的表征。我们在这里介绍一种新的衡量这种令牌的质量的方法：框架的相对熵。这被定义为感兴趣的状态和最近的G不变状态之间的相对熵距离。不像纠缠的相对熵，这个量是直接计算，我们发现它是精确地等于G-不对称性，引入的瓦卡罗等人的frameness的措施。它示出提供一个上限之间的相互信息的组元素编码到令牌和组元素，可以从它提取的测量。在这个意义上，它量化了令牌成功模拟完整参考系的程度。我们还表明，尽管从纠缠理论的暗示性类比，正规化的相对熵的框架是零，因此不量化的令牌和一些标准形式的量子参考系之间的相互转换率。最后，我们展示了这些调查如何产生一种新的方法来界定纠缠的相对熵。

相对于相空间量子参考系的不确定关系

Uncertainty Relations Relative to Phase-Space Quantum Reference Frames

本文研究相对于量子参考系的海森堡不确定关系，通过将其引入为协变相空间可观测量构建位置与动量的联合可观测量，导出了相对于参考系的新不确定关系，并验证了经典极限下标准关系的恢复。

量子相对态

Quantum Relative States

我们研究量子态估计问题的参考系相对于状态的测量本身应该被处理量子力学。在这种情况下，系统和参考之间的差异趋于消失。我们研究如何在两个纯量子态之间的重叠可以最佳估计，在几种情况下，我们重新访问零差检测。

寻找相对于量子系统的物理描述

Searching for a physical description relative to a quantum system

该研究针对现有量子参考系方法无法完整预测其可及自由度对应可观测量的问题，证明两粒子系统可实现相对量子系统的物理描述，但多体系统中存在不可约困难，且伽利略相对论下无法通过幺正变换得到正则关系性描述，为该领域提出新研究方向。

Markovianity of the reference state, complete positivity of the reduced dynamics, and monotonicity of the relative entropy

Consider the set $\mathcal{S}=\lbraceρ_{SE}\rbrace$ of possible initial states of the system-environment, steered from a tripartite reference state $ω_{RSE}$. Buscemi [F. Buscemi, Phys. Rev. Lett. 113, 140502 (2014)] showed that the reduced dynamics of the system, for each $ρ_{S}\in \mathrm{Tr}_{E}\mathcal{S}$, is always completely positive if and only if $ω_{RSE}$ is a Markov state. There, during the proof, it has been assumed that the dimensions of the system and the environment can vary through the evolution. Here, we show that this assumption is necessary: we give an example for which, tho…

Distance-dependent sign-reversal in the Casimir-Lifshitz torque

The Casimir-Lifshitz torque between two biaxially polarizable anisotropic planar slabs is shown to exhibit a non-trivial sign-reversal in its rotational sense. The critical distance $a_c$ between the slabs that marks this reversal is characterized by the frequency $ω_c\!\sim \!c/2a_c$ at which the in-planar polarizabilities along the two principal axes are equal. The two materials seek to align their principal axes of polarizabilities in one direction below $a_c$, while above $a_c$ their axes try to align rotated perpendicular relative to their previous minimum energy orientation. The sign-rev…

通过一个简单示例解读量子参考系变换

Interpreting quantum reference frame transformations through a simple example

本研究通过一个三量子比特系统示例，对比三种量子参考系框架的变换规则，揭示其物理与概念差异，并阐明各方法的操作含义及适用情境。

量子相干性的测不准关系

Uncertainty Relations for Quantum Coherence

量子态的相干性本质上取决于参考基的选择。一个很自然的问题是：如果我们使用两个或多个不相容的参考基，那么在不同参考基中的相干性度量之间是否存在某种折衷关系？我们表明，量子相干性的状态作为量化的相对熵的相干性在两个或多个noncommuting参考基地尊重不确定性一样的关系，对于一个给定的状态的单和二分量子系统。在二体系统的情况下，我们发现纠缠的存在可能会收紧上述关系。进一步，我们找到了两个非对易参考基中二分量子态相干相对熵之和的一个上界。此外，我们提供了一个上限的差异的绝对值的相对熵的相干计算两个不相容的基地。

双光栅间近场换热的调制

Modulation of near-field heat transfer between two gratings

本文对两个单轴各向异性平面结构之间的近场传热进行了理论研究。我们调查的距离和相对方向（相对于他们的光轴）之间的对象如何影响热通量。特别是，我们表明，通过改变光轴之间的角度，它是可能的，在某些情况下，调制的净热通量高达90%，在室温下，并讨论可能的应用，这样一个强大的效果。

非相对论性时空量子参考系

Nonrelativistic spatiotemporal quantum reference frames

提出一种含内部时钟与空间自由度的非相对论性时空量子参考系框架，给出多视角可观测量关系，并揭示时钟相对不确定性对空间展布的影响。

自旋量子参考系的关系方法

A relational approach to quantum reference frames for spins

在有关量子参考系的文献中，系统的内部（相对）性质被定义为在参考系的任意变化下保持不变的性质。对于一个量子自旋系统，这些都是通过实验室的适当空间旋转而保持的属性。然而，这种方法没有考虑实验室与系统纠缠的假设可能性，正如第二个实验室所描述的那样（“维格纳的朋友”场景），在这种情况下，两个实验室之间的关系不是旋转，而是基本上量子的。为了克服这一限制，我们重新定义的参考系的转换是那些保持子系统之间的一致性。这使我们能够导出U（2）作为N个自旋半粒子系统变换的正确对称群。其次，我们建议，系统具有相同的内部属性应被视为物理等效的外部框架的情况下。值得注意的是，这意味着相对于自旋磁体的叠加中的单个自旋等效于磁体相对于自旋的宏观叠加。我们讨论的影响，这一结果的维格纳的朋友悖论。

相对热化

Relative Thermalization

当研究量子系统的热化时，通常会问与环境相互作用的系统是否会朝着局部热态演化。在这里，我们表明，一个更普遍和相关的问题是“当一个系统热化相对于一个特定的参考？“相对热化是指，除了处于局部热状态外，系统与参考不相关。我们认为，这是必要的，以适用于标准的统计力学的研究之间的相互作用的热化系统和参考。然后，我们推导出与任意环境相互作用的量子系统的相对热化的条件。这个条件有两个组成部分：第一个是状态无关的，反映了不变子空间的结构，如能量壳，以及系统和环境的相对大小;第二个依赖于参考，系统和环境之间的初始相关性，用条件熵来衡量。直观地说，与大环境相互作用的小系统可能会相对于参考发生热化，但前提是参考最初与系统和环境不高度相关。我们的陈述使这种直觉精确，我们表明，在许多自然环境中，这种热化条件近似紧。建立热化的结果，通常忽略了参考，遵循我们的声明的特殊情况。

弱参考脉冲相位测量

Phase measurements with weak reference pulses

分析了相对于参考脉冲测量的相位相反的两个相干态的量子态鉴别作为信号态和参考脉冲的强度的函数。这个问题与相位编码的量子密钥分发有关。我们认为最佳的测量和简单的测量，只需要分束器和光电探测器。

基于光子相对于外参考到达时间的实用快速量子随机数产生

Practical and fast quantum random number generation based on photon arrival time relative to external reference

我们提出了一个实用的高速量子随机数发生器，其中的单光子检测相对于外部时间基准的时间测量的原始数据。与以前的实现相比，原始数据的偏差可以大大减少。我们的生成器的原始随机比特率可以达到109 Mbps。我们开发了一个模型的发生器和评估的原始数据的最小熵。应用Toeplitz矩阵散列进行随机性提取，之后最终的随机位能够通过标准随机性测试。

量子力学中的对称性、参考系和关系式

Symmetry, Reference Frames, and Relational Quantities in Quantum Mechanics

我们提出，量子理论中的可观测量应被恰当地理解为将一个系统与另一个系统联系起来的不变量的代表，后者被称为参考系。我们提供了一个严格的数学语言来介绍和研究量子参考系，表明正统的“绝对”量是很好的代表观察到的相对量，如果参考状态是适当的本地化。我们使用这种关系的形式主义批评的文献之间的关系参考系和超选择规则，解决了长期的争论。

强相位参考脉冲相干态量子密钥分发的无条件安全性

Unconditional security of coherent-state quantum key distribution with strong phase-reference pulse

我们证明了一个量子密钥分发协议的无条件安全性，其中比特值被编码在相对于强参考脉冲的弱相干态脉冲的相位中。与使用弱脉冲作为单光子源的替代品的实施方式相比，发现可实现的密钥速率仅随着信道的传输而线性降低。

相对于时间量子参考系的测量事件

Measurement events relative to temporal quantum reference frames

本文比较了Page-Wootters形式体系的两种测量方法，揭示它们在非理想时钟下描述操作上不同的情境，并证明纯化测量方法会导致时间非局域、非幺正演化及时间顺序定义受限，但离散时间假设可恢复幺正性与确定时序。

相对子系统与量子参考系变换

Relative subsystems and quantum reference frame transformations

针对现有量子参考系变换方案仅适用于全宇宙的局限，本文基于标准量子理论从第一性原理出发，采用非相干群平均构建了仅依赖参考系与目标系统的可逆变换框架，得到更具一般性的受限子空间变换形式，并引入承载参考系态量子信息的额外粒子，适用于多种对称群。

量子力学相对于量子参考系统：一种相对态方法

Quantum Mechanics Relative to a Quantum Reference System: a Relative State Approach

本文提出一种基于纠缠态的量子框架，通过相对态方法描述量子系统与参考系统的相互作用，恢复标准量子力学并探讨非惯性效应。

事件及其定域性是相对于实验室的

Events and their Localisation are Relative to a Lab

提出基于量子信息的操作方法定义相对于实验室的事件及其定域性，通过相对可测量性分析量子开关，揭示了经典与量子时空实现的差异，澄清了QS实验解释的长期争论，为量子和相对论领域统一事件与因果视角奠定基础。

N-electron valence perturbation theory with reference wavefunctions from quantum computing: application to the relative stability of hydroxide anion and hydroxyl radical

Quantum simulations of the hydroxide anion and hydroxyl radical are reported, employing variational quantum algorithms for near-term quantum devices. The energy of each species is calculated along the dissociation curve, to obtain information about the stability of the molecular species being investigated. It is shown that simulations restricted to valence spaces incorrectly predict the hydroxyl radical to be more stable than the hydroxide anion. Inclusion of dynamical electron correlation from non-valence orbitals is demonstrated, through the integration of the variational quantum eigensolver…

量子参考系中的子系统纠缠与可分性

Subsystem entanglement and separability in quantum reference frames

研究量子参考系变换后子系统纠缠相关问题，通过找到必要条件区分两类子系统，一类可分描述使内部纠缠最大化，另一类展现量子参考系特有纠缠形式，关联纠缠与相干守恒。

操作性量子参考系变换

Operational Quantum Reference Frame Transformations

本文针对局部紧群提出了基于操作性等价的量子参考系变换通用框架，通过构建相对状态等价类间的映射实现变换，并证明其可逆性取决于参考系局域化性质，扩展了现有理论并弱化了换系产生纠缠的论断。

更改量程参考系

Changing quantum reference frames

我们考虑在参考系是量子系统的情况下改变参考系的过程。我们发现，作为这一过程的一部分，消相干必然会在相对于这些框架描述的任何量子系统上引起。我们探索这个过程中的例子涉及参考系的相位和方向。量化改变量子参考系的影响是发展理论的相对性原理的第一步，在这些理论中，包括参考系在内的所有物体都必须是量子的。

相关性的最小相对熵测度背后的物理学

Physics behind the minimum of relative entropy measures for correlations

相关态和非相关参考态的相对熵是相关程度的合理度量。然而，一个关键问题是与哪个不相关的状态进行比较。对于具有与关联态相同的单粒子密度矩阵的非关联参考态，相对熵变得最小。因此，这种被称为非自由度的特殊度量是唯一的、合理的。我们证明，相关的物理情况下，如有限的温度或相关性增强的轨道分裂，其他选择的不相关的状态，甚至有根据的猜测，高估的相关性。