On the volume of the set of mixed entangled states
提出了描述N维量子系统的密度矩阵空间中的自然测度。研究了相对于自然测度随机选取的量子态不纠缠（可分）的概率P。我们发现这个数量的分析下限和上限。数值计算得出N=4时P = 0.632，N=6时P=0.384，并表明P随N呈指数下降。在固定纯度的条件下，对分离性的条件度量的分析表明，纯度和分离性之间存在明显的二元论：纠缠是纯态的典型特征，而分离性则与量子混合物有关。特别地，足够低纯度的状态必然是可分离的。
1998-04-09 quant-ph
Single qubit decoherence under a separable coupling to a random matrix environment
本文描述了一个量子二能级系统（量子比特）在随机矩阵系综模拟的环境影响下的动力学行为。在区别于早期的工作，我们认为在这里可分离的耦合，并专注于一个政权的退相干时间是相同的数量级比环境海森堡时间。我们推导出线性响应近似的解析表达式，并通过与数值模拟的比较研究其精度。我们讨论了一系列不寻常的性质，如纯度振荡，强签名的谱相关（在环境哈密顿量），记忆效应和对称性破缺平衡态。
2014-05-18 quant-ph
Enhancing collective entanglement witnesses through correlation with state purity
针对白噪声损害集体量子测量的问题，本文提出将测量结果与量子态纯度关联，并用支持向量机增强集体纠缠见证，在目标灵敏度下优化检测选择性。
2023-12-08 quant-ph
Partially separable criterion and classification of states in multipartite systems with an arbitrary finite number of qubits
在引入部分可分的概念后，我们证明了在具有任意有限$n(>m)$量子位的多体系统中，一个给定的具有$m$量子位的$m$ -partite子系统的部分可分性与该$m$ -partite子系统的纯态之间的等价性.进一步给出了该定理的运算实现（推论），它们是状态部分可分性的充分必要判据，可用于状态分类。我们的结果有助于理解和描述多体系统中的量子纠缠。
2003-05-20 quant-ph
Phase transition in Stabilizer Entropy and efficient purity estimation
本文发现残余子系统稳定子熵随非 Clifford 资源密度发生相变，并据此提出纯度估计协议，在非 Clifford 门数为 O(log_2 n) 时实现多项式资源估计及高度纠缠态上的指数加速。
2024-03-04 quant-ph
Spectrally separable photon-pair generation in dispersion engineered thin-film lithium niobate
现有的非线性光学实现的纯，未经过滤的预示单光子源不提供密集集成的量子网络所需的可扩展性。此外，由于其材料分散性，锂离子二酸锂迄今为止不适合于这种用途。我们的工程师的色散和准相位匹配条件的波导中迅速崛起的薄膜锂离子平台产生光谱可分离的光子对在电信波段。这样的光子对可以用作量子网络中的光谱纯预示单光子源。我们估计一个预示状态的光谱纯度的${>}94\%$联合光谱强度测量的基础上。此外，联合光谱相敏测量的未预示的时间积分的二阶关联函数产生预示状态纯度$(86 \pm 5)\%$。
2022-05-27 physics.optics quant-ph
Separable Measurement Estimation of Density Matrices and its Fidelity Gap with Collective Protocols
我们发现，在大样本限制下，量子比特混合状态估计中的可分离测量和集体测量的性能之间存在差距。我们的特点是这样的差距方面的平均保真度相应的界限。我们提出了一个自适应协议，达到可分离的测量界。这种（最佳可分离）协议使用冯诺依曼测量，可以很容易地实现与当前的技术。
2006-09-25 quant-ph
Fourier-style Quantum State Tomography and Purity Measurement of a Multi-qubit System from Bloch Rotations
量子态层析成像和其他对量子态整体性质的测量是通过量子模拟器理解许多身体物理学的不可或缺的工具。不幸的是，估计这些全局量所需的系统实验测量的数量与系统大小呈指数关系。在这里，我们考虑使用随机轴测量的量子态层析成像和状态纯度估计。我们对任何给定算法的这种方法的统计偏差进行了一般分析。然后，我们提出了一个简单的协议，它只依赖于单脉冲X/Y旋转。我们发现，它减少了指数增长的基础，计算统计方差的规模为$\sum_{a,b}\left\lvertΔρ_{ab}\right\rvert^{2}\sim 5^{N}/N_{\rm tot}$的完整的断层扫描，和$\left(Δμ\right)^{2}\sim 7^{N}/N_{\rm tot}^{2}$的纯度估计，$N$量子比特和$N_{\rm tot}$测量进行。
2021-01-14 quant-ph
Qubit-channel metrology with very noisy initial states
我们考虑依赖于单个参数的任意量子比特信道，该参数由物理过程估计。使用每个信道调用的量子费舍尔信息来量化估计精度，我们考虑了各种估计协议时，可用的初始状态混合非常低的纯度。我们比较了一个协议，使用一个单一的通道调用的$n$量子位准备在一个特定的相关输入状态的最佳协议，使用不相关的输入状态，具有相同的初始状态纯度。我们发现，在初始状态纯度的最低阶，对于一个单位信道，这种相关状态协议提高了估计精度之间的一个因素$n-1$和$n.$我们还表明，在初始状态纯度的最低阶，一个广泛的类的非单位信道不产生任何增益，无论输入状态。
2019-01-08 quant-ph
Largest separable balls around the maximally mixed bipartite quantum state
对于有限维二分量子系统，我们发现的确切大小的最大的球，在光谱$l_p$规范$1 \le p \le \infty$，可分（未纠缠）矩阵周围的单位矩阵。这意味着二分密度矩阵可分性的一个简单且直观有意义的几何充分条件：它们的纯度$\tr ρ^2$不能太大。这些结果的理论和实验应用包括算法问题，例如计算状态是否纠缠，以及实际问题，例如获得有关NMR量子计算实现或其他实验情况下达到的状态中纠缠的存在或性质的信息。
2002-12-19 quant-ph
Optimal Purity Estimation with Incoherent Measurements
本文研究非相干测量下未知态纯度的乘法误差估计，提出非自适应与自适应算法，并证明其拷贝复杂度达到最优Θ(min{d/ε²+d^{3/2}/ε, d²/ε+√d/ε²})。
2026-10-01 quant-ph
Spatial Localization and Relativistic Transformation of Quantum Spins
在静止坐标系中纯自旋的约化态的纯度很可能会降低，因为当被移动的观察者观察时，自旋和动量变得混合。我们表明，这种助推引起的自旋纯度下降，在一个移动的参考系中观察到的波包在休息帧中观察到的空间局域化属性是内在相关的。此外，我们还证明了，对于静止坐标系中自旋和动量可分离的定域纯态，从运动参考系看，其自旋约化密度矩阵不可避免地出现混合.
2004-07-30 quant-ph
A device for feasible fidelity, purity, Hilbert-Schmidt distance and entanglement witness measurements
提出了一种通用的测量装置模型，该装置能够直接测量两个一般不相关混合态的保真度、重叠度、纯度和Hilbert-Schmidt距离等常用量子态特性。此外，对于两个关联的混合态，测量实现了Werner可分性判据的纠缠见证。为了确定这些可观测量，只需要估计一个参数-干扰的可见性。讨论了在腔QED、囚禁离子和电磁感应透明实验中的实现。
2001-08-27 quant-ph
On-Chip Generation of Co-Polarized and Spectrally Separable Photon Pairs
National University of Singapore（新加坡国立大学）；Centre for Quantum Technologies, National University of Singapore（新加坡国立大学量子技术中心）；A ∗ STAR Quantum Innovation Centre (Q.InC), Agency for Science, Technology and Research (A ∗ STAR)（新加坡科技研究局A*STAR量子创新中心）；Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), Agency for Science, Technology and Research (A ∗ STAR)（新加坡科技研究局A*STAR材料研究与工程学院）
本文提出了一种在薄膜铌酸锂纳米光子电路中生成光谱分离光子对的新方法，通过高阶空间模式和高阶横向电模式实现光谱分离，提升光子纯度和干涉可见度。
2026-01-20 quant-ph
Scalable estimation of pure multi-qubit states
介绍了一种基于归纳的$n$ -量子比特纯态估计方法。这是基于对$2n+1$可分离基或$2$纠缠基的状态的投影测量加上计算基础。因此，测量基的总数分别按比例缩放为$O(n)$和$O(1)$。因此，与其他估计方法相比，所提出的方法在量子比特的数量上表现出非常有利的缩放。蒙特卡罗数值实验表明，该方法具有较高的估计精度.例如，利用$21$可分离基实现$10$量子位的希尔伯特空间上的$0.88$的平均保真度。可分离基的使用使得我们的估计方法特别适合于噪声中等规模量子计算机中的应用，其中纠缠门比本地门精确得多。我们实验证明了所提出的方法在IBM的量子处理器之一，通过估计4量子比特格林伯格-霍恩-蔡林格状态的保真度接近$0.875$通过可分离的基地。其他$10$ -量子比特可分离和纠缠态分别实现了$0.85$和$0.7$量级的估计保真度。
2021-07-12 quant-ph
Separability criterion for n-particle states
本研究提出n粒子态的纯度数概念，证明其最大值是n粒子纯态可分的充要条件、混态可分的必要条件，并探讨n粒子纯态纠缠率可作为全最大纠缠子态系统的纠缠度量。
2024-08-16 quant-ph
Estimating Bell Diagonal states with separable measurements
针对量子网络中受噪声影响的共享纠缠态表征需求，研究了局域作用与经典通信限制下的Bell对角态估计，证明贝叶斯均值估计优于直接反演和最大似然估计，给出估计风险解析式并通过数值模拟验证。
2025-10-17 quant-ph
Constructing a ball of separable and absolutely separable states for $2\otimes d$ quantum system
绝对可分态是指在任何整体么正变换作用下仍保持可分的可分态。这些状态可能有也可能没有量子相关性，这些相关性可以通过量子不和谐来测量。我们发现，绝对可分态在量子计算中是有用的，即使它包含无穷小的量子关联，因此为了寻找具有零不协调的两量子比特绝对可分态，我们导出了$Tr(\varrho^{2})$的一个上界，其中$\varrho$表示所有的零不协调态.在一般情况下，上限取决于所考虑的状态，但如果状态属于某些特定类别的零不和谐状态，那么我们发现，上限是状态无关的。后来，它表明，在这些特定类别的零不和谐状态，存在子类是绝对可分的。此外，我们还导出了一个给定的量子比特-量子态的可分性的必要条件。然后利用导出的条件构造了由$Tr(ρ^{2})\leq Tr(X^{2})+2Tr(XZ)+Tr(Z^{2})$描述的$2\otimes d$量子系统的球，其中$2\otimes d$量子系统由密度算符$ρ$描述，密度算符$ρ$可以表示为具有$X,Z\geq 0$的分块矩阵$X,Y$和$Z$.特别地，对于量子比特-量子比特系统，我们证明了新构造的球比$Tr(ρ^{2})\leq \frac{1}{3}$描述的球包含更大类的绝对可分态。最后，我们导出了所研究的量子比特-量子系统的绝对可分性的纯度必要条件。
2021-01-12 quant-ph
On the volume of the set of mixed entangled states II
研究了在所有量子态的集合中有多少纠缠态或可分态的问题。我们研究在多大程度上的一个措施，在空间中的密度矩阵描述N-维量子系统的选择影响所获得的结果。我们证明了混合态的纯度和纠缠的概率之间的联系是不敏感的措施选择。由于部分转置准则不足以区分N > 6时的所有可分态，我们发展了一种有效的算法来数值计算给定混合量子态的纠缠形成，从而可以计算N=8时的可分态的体积，并估计这种情况下的束缚纠缠态的体积.
1999-06-07 quant-ph
Maximum expectation of observables with restricted purity states
针对量子噪声下量子信息处理性能评估难的问题，提出快速数值算法求解受限纯度态下可观测量最大期望值，可用于量子态层析等，效率远高于现有凸优化求解器，并得出含噪系统基态能量更高的洞见。
2024-07-12 quant-ph
Quantum enhanced optical phase estimation with a squeezed thermal state
由于非经典光态的应用，量子相位估计协议可以提供一种精度优于标准量子极限（SQL）的相移测量方法。压缩真空态是量子相位估计的敏感源，它的一次正交方差小于相应的SQL，压缩真空态的性质直接影响量子相位估计的精度。本文详细分析了压缩态的纯度和压缩能级对量子相位估计精度的影响。计算了压缩热态下的最大测量精度，实验结果与理论分析一致。研究还发现，相位估计间隔$Δθ$超出SQL的宽度与压缩态的纯度有关。
2020-04-13 quant-ph
Efficient computation of the Nagaoka--Hayashi bound for multi-parameter estimation with separable measurements
在量子多参数计量中，寻找最佳的可达到的精度是一个重要的问题。解决这个问题的一种方法是计算边界，它限制了我们对某些物理量的估计精度。一个这样的界是Holevo Cramer Rao界的痕迹的均方误差矩阵。Holevo界是一个渐近可实现的边界时，允许任何测量策略，包括集体测量的许多副本的探针。在这项工作中，我们引入了一个更严格的边界，同时估计多个参数时，执行可分离的测量有限的副本的探针。这使得它在实验可及性方面更加相关。我们表明，这个界可以有效地计算铸造它作为一个半定的计划。我们说明了我们的约束与几个例子的集体测量有限副本的探头。这些结果的必要要求，以饱和的Holevo约束的影响。
2021-07-15 quant-ph
State and dynamical parameter estimation for open quantum systems
跟踪一个开放量子系统的演化需要对其动力学的充分了解。本文考虑哈密顿量为"不确定“的开放量子系统。特别是，我们详细对待一个简单的系统，认为马渊[定量。半玻璃。Opt.8，1103（1996）]：由未知拉比频率$Ω$驱动的辐射阻尼原子（如在驻波中的未知点处的原子所发生的）。通过测量系统的环境，可以获得关于系统状态和不确定动力学参数的知识。我们发现，这两种知识获取（量化的后验分布$Ω$，和系统的条件纯度，分别）是相当不同的过程，这是不强相关。此外，获得的知识的质量和数量在很大程度上取决于监测计划的类型。我们比较五种不同的检测方案（直接，自适应，零差的$x$正交，零差的$y$正交，外差）使用四种不同的措施的知识增益（香农信息$Ω$，方差$Ω$，长时间系统纯度，和短时间系统纯度）。
2007-04-14 quant-ph
On the sample complexity of purity and inner product estimation
SEAS, Harvard University（哈佛大学工程与应用科学学院）；IIIS, Tsinghua University（清华大学智能产业研究院）
本文研究了量子纯度估计与内积估计的样本复杂度，提出了具有有界量子通信和非纠缠测量的内积估计协议及其在纯度估计上的修改版，并证明了相应的样本复杂度下界。
2024-10-16 cs.DS cs.IT cs.LG
Local Purity Distillation in Quantum Systems: Exploring the Complementarity Between Purity and Entanglement
本文研究量子热力学与纠缠的关联，提出吉布斯保持局域操作与经典通信框架，揭示局域纯度提取与纠缠的互补性，并用半定规划精确求解最优性能，应用于纠缠检测与估计。
2025-03-03 quant-ph
Unique entanglement time evolution of two-qubit product separable and extended Werner-like states in a discrete qubit environment
本文研究两量子比特乘积可分离态与扩展Werner-like态在均匀、白噪声及混合环境中的纠缠时间演化，揭示两者纠缠子空间不相交、环境与子系统耦合的时间反比关系，以及白噪声耗散由相互作用强度分布宽度决定等规律。
2025-07-18 quant-ph
Optimal Quantum Purity Amplification
本文提出了一种最优量子纯度放大协议，通过高效实现和稀疏电路提升量子系统在噪声环境下的性能。
2025-12-25 quant-ph
Entanglement Generation through Coherent and Non-Coherent Control
Tecnologico de Monterrey, School of Engineering and Sciences（蒙特雷理工学院，工程与科学学院）
研究通过相干路径叠加局域幺正操作和随机泡利通道实现纠缠的确定性生成，推导局域算子条件，分析噪声场景下的纠缠与纯度权衡。
2026-06-08 quant-ph
Estimation of unitary quantum operations
讨论了利用纠缠最优估计一个未知幺正量子操作的问题。其思想是准备一个纠缠对，将未知幺正应用于其中一个部分，然后测量联合输出态。该测量可以是纠缠的测量或者其可以是可分离的（例如，LOCC）。这些可能性之间的比较，它表明，通过使用非可分离的测量，可以提高估计的准确性的一个因素的$2(d+1)/d$其中$d$是希尔伯特空间上的$U$行为的维度。
2004-05-02 quant-ph
Ptychographic estimation of pure multiqubit states in a quantum device
针对电路量子计算机中n量子比特纯态估计问题，提出基于量子叠层成像的方法，通过单量子比特Pauli测量实现中间投影（仅需3n个电路），结合QFT/AQFT优化噪声适应性，实验与模拟验证其对多量子比特态的高保真估计性能且优于现有结果。
2024-12-03 quant-ph
How to detect a possible correlation from the information of a sub-system in quantum mechanical systems
研究了仅从一个子系统的信息来检测两个量子力学系统之间关联的可能性。对于一般情况，我们证明了如果约化纯度的时间导数不为零，则两个量子系统之间存在关联。因此，如果实验者发现约化纯度的时间导数不为零，他/她就可以得出他/她的系统与某些环境之间的非零相关性。还给出了相对于相关性的减少的纯度的时间导数的定量估计。这阐明了关联在开放量子系统退相干机制中的作用。
2007-05-29 quant-ph
Short-time vs. long-time dynamics of entanglement in quantum lattice models
利用约化密度矩阵的纯度研究了具有局域相互作用的量子晶格系统中两体纠缠的短时演化。纯度的下限是根据分区之间的相互作用哈密顿量的本征值传播。从初始可分离状态开始，纯度随着$1 - (t/τ)^2$减小，即在时间上二次减小，其中特征时间尺度$τ$与子系统的边界尺寸成反比，即，作为一个区域法。对于更大的时间，指数下界对应于著名的线性时间界的纠缠熵。推导出的下限的有效性示出了通过比较的精确动力学的一维自旋晶格系统，以及从数值模拟得到的一对耦合的自旋梯。
2010-01-25 physics.comp-ph quant-ph
Quantification of Entanglement and Coherence with Purity Detection
该研究针对量子纠缠与相干量化需重构量子态谱、测量难度随系统规模指数增长的问题，提出基于局域和全局纯度的相干信息、相干相对熵上下界，并通过光学实验验证两种纯度检测方法的有效性，为大规模量子信息处理验证提供高效方案。
2024-06-25 quant-ph
Enhanced Estimation of a Noisy Quantum Channel Using Entanglement
我们讨论的信道参数估计的噪声量子信道-所谓的泡利信道-使用有限的资源。与基于可分离量子态的估计方案相比，先验纠缠大大提高了估计的保真度。
2001-03-29 quant-ph
Quantum estimation of a damping constant
我们讨论了量子力学阻尼估计的干涉方法。我们研究了由相干态叠加而成的纠缠可分探测态。基于有限量子资源的假设，我们证明了纠缠改善了未知阻尼常数的估计。
2007-04-19 quant-ph
On the properties of the asymptotic incompatibility measure in multiparameter quantum estimation
我们使用渐近不相容性（AI）来评估多参数量子统计模型的量子性。AI是最近引入的一种度量，它量化了Holevo和SLD标量边界之间的差异，并且可以仅使用模型的对称对数导数（SLD）算子进行评估。首先，我们对最一般的两能级（量子比特）和单模高斯连续变量量子系统的量子统计模型的AI进行了解析计算，证明了AI是态纯度的简单单调函数。然后，我们数值研究同样的问题qudits（$d$维量子系统，$2 < d \leq 4$），显示，而在一般情况下AI一般不是纯度的函数，我们有足够的数值证据得出结论，最大数量的AI是可达到的量子统计模型的特点是纯度大于$μ_{\sf min} = 1/(d-1)$。此外，通过将量子态参数化为热（吉布斯）态，数值结果表明，一旦哈密顿量的谱固定，AI测度与表征密度算符家族的虚构温度参数$β$一一对应。最后，通过详细研究AI测度的定义和性质，我们发现：（1）给定一个量子统计模型，可以很容易地确定渐近相容参数的最大数目; ii）量子统计模型的AI从可以通过固定一个或多个原始未知参数来定义的任何子模型的AI之上界定（或其函数），导致涉及噪声量子动力学的模型的AI上可能有用的界限。
2021-11-15 quant-ph
Noisy frequency estimation with noisy probes
我们考虑在带有噪声探针的噪声环境中进行频率估计。这是建立在以前的研究，其中大多数假设的初始探测状态是纯的，而编码过程是有噪声的，或初始探测状态是混合的，而编码过程是无噪声的。我们的工作更能代表现实，其中噪声在探测器的初始状态和估计过程本身都是不可避免的。我们从任意非相关混合态的$n+1$量子比特开始，在GHZ对角态制备探针，并在去相位噪声下对其进行参数编码。对于这个方案，我们推导出一个简单的公式（量子和经典）的Fisher信息，并表明，量子增强不依赖于量子比特的初始混合。也就是说，我们表明，所谓的“芝诺”缩放是可实现的编码过程中存在的噪声是时间不均匀的。这种缩放不依赖于初始探测态的混合度，即使对于永远不能纠缠的高度混合态，它也会被保留。然后，我们表明，在我们的协议中的探针的灵敏度是不变的量子比特的排列下，单调的纯度的初始状态的探针。最后，我们讨论了两个限制的情况下，纯度均匀分布在探针或集中在一个单一的探针。
2018-08-18 quant-ph
Bayesian Estimation for Bell State Rotations
本文研究双量子比特贝尔态在三维旋转下的参数估计问题，提出基于粒子滤波的贝叶斯方法，证明其精度相对单量子比特最优方案提升接近海森堡极限所允许的 $\sqrt{2}$ 倍，并分析了混合态纯度对估计精度的影响。
2023-04-12 quant-ph
Self-teleportation and its application on LOCC estimation and other tasks
一种表征量子非局域性的方法是观察LOCC最优协议和全局最优协议在执行某些任务时的品质因数的差异，例如，状态估计、状态判别、克隆和广播。特别是，我们重点讨论了$n$张量未知状态的情况。我们的结论是可分纯态比纠缠纯态更具有非局域性。更具体地说，如果状态是纠缠的，则品质因数的差异是指数小的，并且指数是最大施密特系数的对数。另一方面，在许多情况下，由LOCC估计的可分离状态比由$O(\frac{1}{n})$的全局最优估计差。为了证明纠缠态的能隙是指数小的，我们提出了自隐形传态协议作为LOCC协议的关键组成部分。该协议的目标是利用$| ϕ_θ> ^{\otimes n}$的本征纠缠，在不使用任何额外资源的情况下，通过LOCC传输Alice的那部分量子信息。该协议本身就具有重要意义。
2007-09-20 quant-ph
Increased Efficiency of Quantum State Estimation Using Non-Separable Measurements
我们解决了“主要的开放问题”，评估有多少增加效率的估计是可能的，使用不可分离的，而不是可分离的，测量N个副本的m级量子系统。首先，我们研究m = 2，N = 2，.，通过计算最近由Vidal等人（quant-ph/9812068）设计的相应最佳测量的3 x 3 Fisher信息矩阵，N = 2，...，7.我们得到简单的多项式表达式的（“吉尔-马萨”）的产品的量子Helstrom信息矩阵和这些Fisher信息矩阵的逆的痕迹。在纯态极限下，6条迹线的最小值均为2N-1，而对于可分离测量，（quant-ph/9902063），迹线可以等于N，但不超过N。然后，对m = 3，N = 2的分析结果使我们推测，对于所有m和N的最佳测量，“Gill-Massar迹线”在纯态极限中达到最小值（2N-1）（m-1）。
2000-08-15 physics.data-an quant-ph
Quantum parameter estimation using general single-mode Gaussian states
我们计算的量子Cramér-Rao界的灵敏度，其中一个或几个参数，编码在一个一般的单模高斯状态，可以估计。这特别包括混合高斯态的有趣情况。我们应用该公式估计相位，纯度，损失，振幅和压缩的问题。在同时测量多个参量的情况下，我们给出了完整的量子费舍尔信息矩阵。我们的结果统一了以前已知的部分结果，并构成一个完整的解决方案，知道最好的测量灵敏度的基础上的单模高斯状态的问题。
2013-06-19 quant-ph
Tracking Quantum Dynamics in an Optical Cavity for Recovering Purity and Squeezing via Quantum State Smoothing
本研究利用光学参量振荡器构建观测与未观测通道，实验验证非因果量子态平滑方法可更好恢复量子系统纯度与压缩，为含后处理的量子信息应用提供技术支撑。
2025-09-05 quant-ph
Building versatile bipartite probes for quantum metrology
我们认为二分系统作为多功能的探针估计局部作用于一个子系统的变换。我们调查什么资源所需的探针，以提供一个有保证的水平，当后者是平均在特定的本地转换。我们量化这样的性能通过平均偏斜信息，一个凸量，我们计算在封闭的形式为二分态的任意尺寸，这是强烈依赖于当地的探针纯度的程度。我们的分析对比和补充了最近一系列的研究集中在最小，而不是平均，性能的二分探针在本地估计任务，这是由量子相关性而不是纠缠。我们提供明确的处方，以最大限度地提高平均偏斜信息的最可靠的状态的特征，并阐明状态纯度，可分性和相关性的最佳探针的分类中的作用。我们的研究结果可以帮助识别有用的资源，传感，估计和歧视应用程序时，实现本地转换的相互作用机制的完整知识是不可用的，并获得纯纠缠探针是技术上的限制。
2016-01-26 quant-ph
Optimal condition for measurement observable via error-propagation
误差传播是实验中广泛使用的一种估计工具，其中参数的估计精度取决于物理量的波动。因此，选择何种观测量将极大地影响估计灵敏度。在这里，我们研究了参数估计中的量子Cramér-Rao定理的极限灵敏度的最优观测值。利用Schrödinger-Robertson不确定关系，得到了最优观测量饱和极限灵敏度的充要条件.通过将这一条件应用于Greenberg-Horne-Zeilinger态，我们得到了可分离测量达到Heisenberg极限精度的最佳可观测量的一般表达式，并表明它与宇称测量密切相关.然而，Jose { \em et al} [Phys. Rev. A { \bf 87}，022330（2013）]声称海森堡极限可能无法通过可分离的测量获得。我们证明这种说法是不正确的。
2014-10-12 quant-ph
Local versus Global Strategies in Multi-parameter Estimation
我们考虑使用多模干涉仪估计多个相位的问题。在这种情况下，我们表明，虽然全球战略与多模纠缠可以导致高精度的增益，可以获得相同的精度增强与模式可分离的状态和本地测量。量子增强的关键资源被证明是一个大的数目变化的探测状态，这可以获得没有任何纠缠之间的模式。这具有重要的实际意义，因为使用可分离态的局部策略比使用多模纠缠态的全局方案具有许多优势。这样的优点包括对局部估计失败的鲁棒性、资源分配的更大灵活性以及相对更容易的状态准备。我们通过分析两种不同的方案来获得结果：第一种方案使用一组干涉仪，可以用作量子传感器网络的模型，第二种方案着眼于测量相对于参考的相位数，这主要与量子成像有关。
2016-01-22 quant-ph
Direct estimations of linear and non-linear functionals of a quantum state
我们提出了一个简单的量子网络，基于受控交换门，可以提取某些性质的量子态，而不求助于量子层析。它可以用来作为一个基本的积木直接量子估计的线性和非线性泛函的任何密度算子。该网络具有许多潜在的应用，从纯度测试和本征值估计到直接表征量子信道的某些性质。拟议网络的实验实现在目前正在开发的量子技术的范围内。
2002-03-04 quant-ph
Statistical estimation of the quality of quantum-tomography protocols
我们提出了一个完整的方法来测试量子层析成像协议的性能。该理论通过几个数值例子进行了验证，并与实验结果进行了比较，实现了各种协议的整个家庭的偏振态的量子比特和quququaters，包括纯，混合，纠缠和可分离。
2011-11-07 quant-ph
Random Bures mixed states and the distribution of their purity
分析了由各种概率测度确定的随机密度矩阵的集合。提出了一种简单有效的生成按Bures测度分布的随机密度矩阵的算法。该过程可以作为基于Bures先验对量子态估计执行贝叶斯方法的初始步骤。研究了随机混合态的纯度分布。纯度分布的时刻被确定为相对于Bures测量产生的量子态。该计算是基于可积性理论思想的“变形与研究”方法的一个典型应用。结果表明，潘勒韦方程是理论的一部分。
2009-09-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech math-ph
Quantum state smoothing: Why the types of observed and unobserved measurements matter
我们研究了Guevara和Wiseman [Phys.~]提出的称为量子态平滑的估计技术。修订版~ Lett.~ { \bf 115}，180407（2015）]，其为部分监测的系统提供了有效的量子态估计，条件是在估计时间之前和之后的观察记录。观察者的部分监视意味着可能存在该观察者未观察到的记录。结果表明，在只给出观测记录的情况下，通过推断未观测记录并使用量子态平滑，观测者可以更好地估计潜在的真实量子态，而不是通常的量子滤波方法.然而，最初针对耦合到两个真空浴的共振驱动量子位检查的估计保真度的改善也显示出根据用于量子位荧光的检测类型而变化。在这项工作中，我们首次系统地分析了这种变化。我们首先定义平滑功率使用平均纯度回收率和相对平均纯度回收率，平滑滤波。然后，我们探讨了观察到的和未观察到的通道的荧光检测的各种组合的功率。接下来，我们提出了一种方法来解释平滑功率的变化，基于荧光检测记录之间的多时间相关强度。该方法给出了不同组合的平滑功率的预测，这是非常成功的数值模拟量子比特轨迹相比。
2019-04-08 quant-ph
The Volume of Two-Qubit States by Information Geometry
利用信息几何方法，我们确定了具有最大无序子系统的双量子比特态的体积。特别注意的是专门用于可分离和纠缠态的固定纯度的子流形的体积的行为。我们证明了经典Fisher度量在量子态的相空间概率表示上的应用对于不同版本的量子Fisher度量给出了相同的定性结果。
2018-02-24 math-ph math.MP quant-ph
Digital Quantum Estimation
量子精密测量计算所有估计策略的最终精度，测量它们的均方根误差（RMSE）和Fisher信息。在这里，相反，我们问有多少位的参数，我们可以恢复，即我们得到一个信息理论的量子精密测量。在这种情况下，我们重新定义“海森堡限制”和“标准量子极限”（通常的基准在量子估计理论），并表明，前者只能通过顺序策略或并行策略，采用纠缠探针之间，而并行可分离的策略是有限的，后者。我们强调此设置与基于RMSE的设置之间的差异。
2017-05-18 quant-ph
State estimation for large ensembles
考虑了一个大而有限数目$N$的全同量子系统的状态估计问题。在大$N$的限制下，问题简化了。特别地，估计质量的唯一相关度量是平均二次误差矩阵。本文给出了平均二次误差的一个界，它是Cramér-Rao不等式的一个新的量子形式.这个新的界限以一种简洁的方式表达了在量子情况下，人们如何可以用关于一个参数的信息来交换关于另一个参数的信息。该界限适用于纯态上的任意测量，但仅适用于混合态上的可分离测量--这是一个引人注目的例子，说明混合态没有纠缠，但纯态没有纠缠。Cramér-Rao界通常是在估计量是无偏的假设下推导出来的。我们还证明了在额外的正则性条件下，我们的界也适用于有偏估计。最后，我们证明了当未知态属于二维Hilbert空间时，我们的量子Cramér-Rao界总是可以达到的，并给出了达到我们的量子Cramér-Rao界的显式测量策略.因此，这提供了一个完整的解决方案，尽可能有效地估计在同一纯态的量子位的大集合的未知状态的问题。对于处于相同混合状态的量子位，如果仅考虑可分离测量，则这也提供了最佳估计策略。
1999-10-26 quant-ph
Optimized entanglement for quantum parameter estimation from noisy qubits
对于$N$ -分量复合量子系统的参数估计，已知可分离制备导致均方估计误差缩放为$1/N$，而纠缠制备在某些条件下可以提供较小的误差与$1/N^2$缩放。然而，这种量子超效率对于噪声或退相干是非常脆弱的，并且通常在大$N$处随着任何少量的随机噪声渐近地消失。为了补充这一渐近表征，我们描述了如何估计效率演变的纠缠系统的大小$N$和它的纠缠度的函数。我们解决了量子比特相位估计的一般情况，也有意义的频率估计。退相干由与相位旋转交换的大类噪声表示，包括去极化噪声、相位翻转噪声和热量子噪声。在这些一般条件下，明确的表达式推导出的量子费舍尔信息量化的最终可实现的效率估计。我们面对在任何大小的$N$的最佳可分离制备的效率，与任意纠缠度的纠缠制备。我们展示了$1/N^2$超效率没有噪声，并证明其渐近消失在大$N$的任何非零噪声配置。为了最大限度地提高估计效率，我们描述了存在一个最佳的$N_{\rm opt}$的纠缠系统的大小以及最佳程度的纠缠。对于非单位噪声，最大效率通常在部分纠缠时获得。将$N$量子位嵌入到由$N_{\rm opt}$纠缠量子位形成的独立块中，在大的$N$上恢复了非零效率，该非零效率可以比最佳制备的$N$独立量子位的效率提高。纠缠探测器中的一个非活动量子位有时对估计最有效。
2019-04-03 quant-ph
Multiparameter estimation, lower bound on quantum Fisher information and non-Markovianity witnesses of noisy two-qubit systems
通过使用量子费舍尔信息（QFI），我们解决的过程中的\textit{single}参数估计存在的玻色子以及费米子环境和保护的信息对噪声。特别是，量子干涉功率（IP）的演化状态的系统被发现作为一个重要的下限的初始编码参数的QFI。此外，我们揭示了新的证人的非马尔可夫，可用于有效地检测记忆效应和回流的信息从环境中的系统。另一方面，我们还研究了两量子比特系统的量子态的初始参数的\textit{multiparameter}估计，得到了相应的QFI矩阵的解析表达式。特别是，相应的量子Cramer-Rao界在单参数和多参数估计进行了分析。此外，我们还说明了探针演化态的量子\textit{coherence}和\textit{purity}是实现最优多参数估计的两个关键因素。
2020-08-30 quant-ph
