Exponential stabilization of quantum systems under continuous non-demolition measurements
我们提出了一种新的连续时间控制策略来指数稳定量子非破坏（QND）测量算子的本征态。在开环中，系统收敛到测量算子的随机本征态。反馈的作用是准备具有单位概率的规定QND本征态。为了实现这一点，我们引入了使用布朗运动来驱动酉控制动作;反馈回路只是适应作为系统状态的函数的布朗噪声输入的幅度。从本质上讲，它通过在那里施加强噪声来“摇动”系统远离不期望的本征态，同时依赖于开环动态来逐步达到目标。我们证明指数收敛到目标本征态使用标准的随机李雅普诺夫方法。反馈方案及其稳定性分析建议使用一个近似滤波器，它只跟踪测量算子的本征态的种群。这种减少的滤波器应该在先进的量子技术中发挥越来越大的作用。
2019-06-18 quant-ph
A Simple Scheme for Quantum Non Demolition of Phonons Number of the Nanoelectromechanics Systems
在这项工作中，我们描述了一个计划，执行一个连续的时间量子非破坏（QND）测量的声子数的纳机电系统（NEMS）。我们的计划也使我们能够描述的声子数的统计。
2016-01-14 quant-ph
Interferometric Phase Estimation Though Quantum Filtering in Coherent States
当用于间接测量的输入场的统计量处于一般相干态时，我们导出了描述通过非破坏测量在干涉仪臂中连续观测量子系统相位的量子滤波器方程的形式。两个正交零差检测和光子计数检测计划，我们解决了一个特定的应用线性化滤波器。
2016-01-18 quant-ph
Large Time Behaviour and Convergence Rate for Non Demolition Quantum Trajectories
一个连续时间测量的量子系统S通常由一个跳扩散随机微分方程描述。这样的方程称为随机主方程，其解称为量子轨迹。这个解实际上描述了S态的演化。在量子非破坏测量的背景下，我们研究了该解的大时间行为。它严格表明，对于大的时间，这个解决方案的行为，如果一个直接冯诺依曼测量已在时间0。特别地，该解收敛到与波包约化公设有关的随机纯态。利用Girsanov变换的理论，我们精确地确定了这个随机状态的指数收敛速度。本文还研究了状态估计（用于实验）的重要问题。
2013-06-06 math-ph math.MP math.PR
Quantum non-demolition measurements of moving target states
提出了一种利用量子系统与米制系统的共振耦合和纠缠探测量子系统态的方案。通过连续测量可观测的时间演化仪，我们推断出纠缠系统的演化，并最终推断出感兴趣的系统的状态和动力学。因此，在腔场的光子数解决了通过模拟监测的时间依赖的激发态布居的共振耦合的二能级系统，我们建议把这作为一个扩展的量子非爆破测量与潜在的应用在量子精密测量和量子计算。
2022-01-18 quant-ph
Quantum non-demolition measurement enables macroscopic Leggett-Garg tests
我们展示了如何在宏观系统中进行基于Leggett-Garg不等式（LGIs）的宏观现实主义测试。利用连续变量方法，我们考虑了应用于磁驱动相干振荡原子系综的量子非破坏（QND）测量。我们确定的测量方案只需要高斯状态作为输入，并给出了一个显着的LGI违反现实的实验参数和缺陷。预测的违反是由于真正的量子效应，而不是一个经典的侵入性的测量。使用QND测量来收紧“笨拙漏洞”迫使顽固的宏观实在论者在他或她的测量解释中重新创造量子反作用。
2015-10-30 quant-ph
Quantum non-demolition measurement saturates fidelity trade-off
对一个未知的量子态进行一般的量子测量，使我们能够估计出这个态最初是什么。同时，测量对测量的量子态具有破坏性影响，这通过输出保真度的降低来反映。我们表明，任何$d$级系统的量子非爆破（QND）测量控制的适当准备的辅助是一个测量中的输出保真度的下降是最小的。估计保真度和输出保真度之间的比率可以通过辅助的制备来连续控制。同时讨论了不同的测量策略。最后，我们提出了一种基于基本控制非门的原子和光学二能级系统的测量方案。
2005-01-06 quant-ph
Continous Measurement of the Energy Eigenstates of a Nanomechanical Resonator without a Non-Demolition Probe
我们表明，它是可以执行一个连续的测量，不断项目的纳米谐振器到其能量本征态，采用线性耦合与两个状态系统。这种技术使得有可能执行的测量，通过耦合到一个库珀对盒和超导传输线谐振器暴露的谐振器的量子性质。
2007-04-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Zeno Effect in the Quantum Non-Demolition Detection of Itinerant Photons
我们使用量子非破坏（QND）测量分析巡游光子的检测。我们表明，由于连续测量的反作用在这样的计划中的检测器的效率施加了限制。我们说明了这一点，使用一个设置，信号光子必须进入一个腔体，以分散检测。在这种方法中，测量信号是施加到通过第二腔模式的强光束的相移。保真度的限制是量子芝诺效应的后果，我们讨论了测量过程的分析结果和量子轨迹模拟。
2008-05-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Concentration with Quantum Non Demolition Hamiltonians
我们设计和研究两个procrustean纠缠浓度计划使用量子非破坏（QND）相互作用哈密顿量在连续变量制度，适用于光，原子系综或在混合设置。因此，我们扩大了标准的纠缠蒸馏工具箱使用一个更一般的，通用的和实验可行的相互作用类。第一种协议使用高斯辅助模式和非高斯后测量，第二种协议使用非高斯辅助模式和高斯后测量。我们明确地计算的密度矩阵元素的非高斯混合态产生这些协议使用一个优雅的Wigner函数为基础的方法在一个数值上有效的方式。然后，我们量化的纠缠增加计算输出状态的对数负性和讨论和比较的协议的性能。
2011-11-19 quant-ph
Quantum Filtering at Finite Temperature
Aberystwyth University（阿伯里斯特威斯大学）
本文研究了有限温度下基于连续时间四阶测量的量子滤波问题，利用 Araki-Woods 表示法和 Tomita-Takesaki 理论，探讨了量子轨迹在 Davies-Fulling-Unruh 模型中的应用。
2026-01-10 math-ph math.MP quant-ph
Nuclear spin squeezing by continuous quantum non-demolition measurement: a theoretical study
我们提出利用基态氦3核自旋与环境的弱耦合，在室温气室中产生长寿命的宏观量子态，即核自旋压缩态.为了对极化集体核自旋的横向分量进行量子非破坏测量，我们在氦-3亚稳态中维持一个粒子数，并进行放电。与$F=1/2$亚稳能级相关的集体自旋通过亚稳交换碰撞与基态自旋杂交。为了获得核自旋涨落，人们连续测量从光学腔泄漏出来的光，在那里它与亚稳态集体自旋色散地相互作用。在三个耦合集体自旋模型（核、亚稳和Stokes模型）中，计算了时间平均光信号条件下核自旋压缩分量$I_z$的矩。在光子计数方案中，压缩的可观测量是$I_z^2$而不是$I_z$。在零差检测方案中，我们以测量为条件求解系统状态的随机方程; $I_z$的条件期望值线性地依赖于信号，而$I_z$的条件方差不依赖于信号。条件方差随着$(Γ_{\rm sq}t)^{-1}$而减小，其中，在弱原子时，压缩率$Γ_{\rm sq}$与腔中的光强成线性关系。场耦合和饱和在强耦合到基态亚稳交换有效率，成比例的亚稳原子密度。包括去激发的亚稳原子在墙壁上，诱导核自旋退相干与有效率$γ_α$，我们发现一个限制$\propto(γ_α/Γ_{\rm sq})^{1/2}$的条件方差达到一个时间$\propto(γ_αΓ_{\rm sq})^{-1/2}$。
2021-04-16 physics.atom-ph quant-ph
Detuned Mechanical Parametric Amplification as a Quantum Non-Demolition Measurement
最近已经证明，弱连续位置检测与失谐参数驱动的组合可以导致显著的稳态机械压缩，远远超过通常与参数驱动相关联的3 dB限制。在这项工作中，我们展示了这种失谐方案和量子非破坏（QND）测量一个单一的力学正交之间的密切联系。特别是，我们表明，应用实验现实失谐参量驱动腔光机系统允许一个有效地实现QND测量，尽管在坏腔的限制。在强压缩的限制，我们表明，该计划提供了显着的优势，超过标准的反作用规避，不仅允许操作在弱测量和低效率的制度，而且在机械状态的纯度。
2014-04-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Conditioning of Quantum Open Systems
量子力学的基本概率理论是非柯尔莫哥洛夫的。如果物理观测值不相容（非对易），则它们的重要顺序。特别是，条件作用的概念需要小心处理，在某些情况下甚至可能不存在。在这里，我们布局冯诺依曼代数方面的量子概率公式，并概述条件（非爆破性能）下，过滤可能发生。
2019-07-27 math-ph math.MP math.OA
Degeneracy-preserving quantum non-demolition measurement of parity-type observables for cat-qubits
任何量子纠错方案的中心要求是执行错误校正子的量子非破坏测量的能力，对应于编码方案的特殊对称性。特别重要的是，这样的测量不引入额外的误差机制，不包括在校正方案的误差模型中。在这封信中，我们确保这样的鲁棒性，通过设计一个相互作用的测量设备，保持退化的测量观察。更准确地说，我们提出了一个方案，执行连续和量子非破坏测量的光子数宇称在微波腔。这对应于一类称为猫码的纠错码中的错误伴随式，猫码最近被证明对于量子信息处理是有效的和通用的。在我们的设计中，我们利用强非线性哈密顿的高阻抗约瑟夫森电路，耦合高Q腔存储腔模式的低Q读出之一。通过在其谐振处驱动读出谐振器，反射/透射信号的相位携带关于高Q模式的编码猫量子比特的奇偶类型可观测量的直接可利用信息。
2016-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
How to estimate past measurement interventions on a quantum system undergoing continuous monitoring
我们从数学的角度分析了估计被监控系统过去的量子态的问题，以确保与量子非破坏原理的自洽性。尽管在物理学文献中有几个“测量非对易观测值”的说法，但我们表明，我们总是在测量对易过程。我们主要感兴趣的是量子平滑或追溯的概念。特别是，我们研究的建议，估计的结果，外部测量的开放量子系统在一段时间内，它也正在进行持续的监测。充分的分析表明，非拆除原则实际上并没有违反，所以一个适定性的统计推断问题可以制定。我们扩展的形式主义，考虑多个独立的外部测量系统在一个连续的监测期间的过程中。
2019-04-12 quant-ph
Quantum Diffusion, Measurement and Filtering
简要介绍了量子概率论中的基本概念，并与经典概率论进行了比较。量子白噪声的概念，它在Fock空间中的显式表示，以及非交换随机分析和集成的必要结果进行了概述。导出了量子非马尔可夫扩散与连续非破坏观测统一的代数微分方程。将经典的马尔可夫滤波方程推广到任意 *-代数上的量子流，得到了量子扩散滤波的随机方程。考虑一维连续观测的高斯量子扩散，将后验量子态扩散化为线性Kalman-Bucy型量子随机滤波方程和量子关联的Riccati算子方程.考虑了一个自由量子粒子坐标连续非破坏观测的例子，描述了线性量子滤波问题的定态解的一种连续的碰撞.
2005-10-04 math.PR quant-ph
Entanglement purification of Gaussian continuous variable quantum states
我们描述了一种从双模压缩态或混合高斯连续纠缠态高效产生最大纠缠态的纠缠纯化方案。该协议依赖于一个本地量子非爆破测量的总激发数的几个连续变量纠缠对。我们提出了一种利用腔增强的交叉克尔相互作用进行这种测量的光学方案。
2000-09-26 quant-ph
Quantum non-demolition dispersive readout of a superconducting artificial atom using large photon numbers
读出超导人造原子的状态通常依赖于与读出谐振器的色散耦合。对于给定的系统噪声温度，增加谐振器中的循环光子数$\bar{n}$使得能够实现更短的测量时间，并且因此预期减少由自发原子跃迁引起的读出误差。然而，通常观察到增加$\bar{n}$也会增加这些转变速率。在这里，我们提出了一个fluxonium人工原子，在其中，我们测量的前两个状态之间的过渡率作为$\bar{n}$的函数的整体平坦的依赖性，高达$\bar{n}\approx200$。尽管我们观察到色散位移随着读出功率的增加而预期减小，但信噪比随着$\bar{n}$的增加而不断提高。即使不使用参量放大器，在$\bar{n}=74$，我们测量的反馈辅助接地和激发态准备，分别为99%和93%的结晶度。
2020-11-20 cond-mat.supr-con quant-ph
A dual-element, two-dimensional atom array with continuous-mode operation
包括多个量子位模态的量子处理架构为高保真操作和读出、量子纠错以及扩展到大系统尺寸的路径提供了引人注目的策略。这种混合架构已经实现了领先的平台，包括超导电路和捕获的离子。最近，出现了一种基于单独捕获的中性原子阵列来构建大型相干量子处理器的新方法。然而，这些演示仅限于单个原子元素的阵列，其中原子的相同性质使得大量原子量子位的无串扰控制和非破坏读出具有挑战性。在这里，我们介绍了一个双元素原子阵列与单独控制的单一铷和铯原子。我们证明了它们的独立放置在阵列中，具有高达512个捕获站点，并观察到两个元素之间的串扰可以忽略不计。此外，通过不断地重新加载一个原子元素，同时保持一个阵列的其他，我们证明了一个新的连续操作模式的原子阵列没有任何关闭时间。我们的研究结果为辅助量子协议提供了途径，例如量子非破坏测量和量子纠错，以及连续运行的量子处理器和传感器。
2021-10-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Dynamically controlled superradiant laser for hybrid sensing of collective atomic coherence
我们实现了对超辐射冷原子$^{87}$ Rb拉曼激光器的动态控制，实现了与条件拉姆齐光谱等效的原子相移传感。我们的方法使用非爆破映射的集体量子相位的二能级原子系综到检测腔光场的相位。我们表明，非爆破测量的基本精度理论上可以接近相干自旋态相位估计的标准量子极限，这是拉姆齐光谱学的传统基准。最后，我们提出了一种基于这种方法的混合光晶格时钟，它结合了连续和离散测量，以实现高精度和准确度。
2012-08-09 physics.atom-ph quant-ph
Teleportation of continuous variable polarisation states
本文讨论了连续变偏振态的光学隐形传态方法。我们表明，使用两对纠缠光束，使用四个压缩光束产生的，完美的隐形传态的光学偏振态可以执行。限制我们自己的3压缩光束，我们证明了偏振态隐形传态仍然可以超过经典的限制。3-squeezer方案涉及使用量子非破坏测量或从单个压缩光束产生的偏置纠缠。我们分析了这些方案的保真度，信号传输系数和量子相关性方面的功效。
2003-08-18 quant-ph
Continuous real-time tracking of a quantum phase below the standard quantum limit
我们提出了一个连续测量由$N$赝自旋组成的集体自旋的演化量子相位的方案。量子非破坏测量的损耗腔模式与原子系综相互作用，直接探测集体原子自旋的相位，而不将其转换为人口差异。与传统的Ramsey测量序列不同，我们的方案允许实时跟踪时变信号。作为奖励，自旋压缩状态自然发展，提供比$Δϕ_\text{SQL} = 1/\sqrt{N}$弧度的标准量子极限更精确的实时相位估计。
2019-06-19 physics.atom-ph quant-ph
Fault Tolerant Filtering and Fault Detection for Quantum Systems Driven By Fields in Single Photon States
研究了一类单光子态连续模玻色输入场驱动的开放量子系统在随机故障情况下的容错滤波和故障检测问题.同时计算了系统可观量和故障过程的最优估计，并用一组耦合的递归量子随机微分方程描述了其特征。
2016-01-17 math-ph math.MP quant-ph
Purification of photon subtraction from continuous squeezed light by filtering
从压缩态中减去光子是一个强大的方案，可以很好地近似所谓的薛定谔猫态。然而，传统的基于连续波的方法实际上涉及一些杂质在压缩的局域波包，即使在理想的情况下，没有光损耗。本文通过引入压缩的模匹配，从理论上讨论了这种杂质。此外，在这里，我们提出了一种方法来消除这种杂质通过过滤的光子减法场。我们的方法在原则上可以创建纯光子减去压缩态，这是不可能与传统的方法。
2017-07-25 quant-ph
Noisy atomic magnetometry with Kalman filtering and measurement-based feedback
本文提出将量子非破坏性测量、扩展卡尔曼滤波与线性二次型调节器反馈控制相结合，自动将原子系综驱动至自旋压缩态，并在现实退相干条件下达到最优估计误差界限，实现实时高精度原子磁力测量。
2025-08-25 quant-ph
Theory of filtered type-II PDC in the continuous-variable domain: Quantifying the impacts of filtering
参量下转换（PDC）是量子光学实验的基本组成部分之一。然而，脉冲PDC固有的多模谱时结构往往会对直接实现纯单光子态的预言或连续变量纠缠蒸馏实验造成严重的阻碍。为了消除多模效应，经常应用窄带频率滤波来实现单模特性。一个严格的理论描述，以准确地描述过滤对PDC的影响，然而，仍然是失踪。迄今为止，滤波PDC的理论模型植根于离散变量域，并且仅考虑低增益区中的滤波，其中在任何单个时间点仅发射几个光子对。在本文中，我们扩展了这些理论描述，并提出了一个简单的模型，它能够准确地描述在连续变量域中的滤波对PDC的影响。这种开发的简单的理论框架，使我们能够准确地量化抑制高阶模式，降低纯度和降低爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）纠缠之间的权衡，当窄带滤波器应用于多模II型PDC。
2014-08-16 quant-ph
Ultimate limits for quantum magnetometry via time-continuous measurements
本文研究了在横向集体噪声作用下，总自旋为J的原子系综所受磁场B的估计。通过准备初始自旋相干态，对于在演化之后执行的任何测量，已知估计的均方误差按比例缩放为$1/J$，即没有获得量子增强。在这里，我们考虑连续监测原子环境的可能性，并最终表明，基于时间连续的非拆除测量，然后由最终的强测量的策略可以实现海森堡有限的缩放$1/{J^2}$，也是一个监测增强缩放的询问时间。我们还发现，时间连续的计划是强大的检测损失，因为我们证明了量子增强也可以恢复有限的测量效率。最后，我们分析证明了我们的策略的最优性。
2017-12-11 quant-ph
Continuous-mode multi-photon filtering
本文的目的是导出任意开放量子系统的滤波器，该系统由连续模多光子态中制备的光波包驱动。连续模式多光子态是一种包含一定数量光子的行波包的状态，其特征在于时间（或等效光谱）轮廓。在与系统相互作用之后，可以借助于零差检测或光电检测来监测出射光。本文推导了这两种测量方案的滤波器。与真空或相干态的情况不同，光场的湮灭算符作用于多光子态通过湮灭一个光子来改变状态，这使得传统的滤波技术不适用。为了克服这一困难，我们采用了\cite{gough:2013}中提出的非马尔可夫嵌入技术来研究单光子滤波问题。然而，本文中所解决的问题的多光子性质使得研究在数学上更加复杂。此外，通过一个连续模双光子态驱动的二能级系统，多光子滤波器可以揭示出单光子态和连续模Fock态所不存在的强非线性光学现象.
2015-12-04 quant-ph
Nonlocal quantum gate on quantum continuous variables with minimum resources
我们在实验上证明了一种非定域确定性量子非破坏性相互作用门，它适用于由物理距离分隔并由经典通信信道连接的节点处的量子态。门的实现，基于预先共享的纠缠态，本地操作，和经典的通信，在两个本地节点完全以并行方式运行，需要最少的资源。利用多个相干态的分析，验证了在局域幺正压缩下，量子门的非破坏性。一个真正的量子性质的门确认的能力，确定性地产生纠缠态的输出从两个可分离的输入状态。全光非局域门操作可以作为跨处理器的么正操作潜在地结合到原子或固态系统的分布式量子计算中。
2014-03-14 quant-ph
Dynamical programming of continuously observed quantum systems
我们发展了一种动态规划方法，用于量子态的最优控制，该方法具有凸约束和凹代价以及量子态的遗赠函数。我们考虑开环和反馈控制方案，分别对应于确定性和随机主方程动力学。对于具有连续非破坏观测的量子反馈控制方案，我们利用量子随机动力学的滤波和控制分离定理导出了广义Hamilton-Jacobi-Bellman方程。如果控制仅限于哈密顿项，则这等价于具有额外线性耗散项的哈密顿-雅可比方程。在这项工作中，我们特别考虑的情况下，控制仅限于观察。受控量子比特被认为是整个形式主义发展的一个例子。最后，我们讨论了从量子二能级系统的混合态得到纯态的最佳观测策略。
2009-03-06 quant-ph
Energy Measurements and Preparation of Canonical Phase States of a Nano-Mechanical Resonator
我们表明，一个连续的量子非爆破测量的能量的纳米机械谐振器可以实现通过监测谐振器的量子点接触通过库珀对盒。这种技术可以进一步用于制备两个谐振器的高度非经典态，例如正则相位参考态和所谓的“正午”态。
2007-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Implementing arbitrary multi-mode continuous-variable quantum gates with fixed non-Gaussian states and adaptive linear optics
针对多模高阶非高斯量子门高效实现研究不足的问题，提出仅用固定非高斯辅助态和自适应线性光学的测量式实现方法，资源效率与实验可行性更高，助力光量子容错计算发展。
2024-07-26 quant-ph
Atomic filtering for hybrid continuous-variable/discrete-variable quantum optics
我们演示了亚阈值光学参量振荡器（OPO）对频率简并光子对的原子滤波。该滤波器是一种改进的法拉第反常色散光学滤波器（FADOF），实现了70%的峰值透射率，同时具有57 dB的带外抑制和445 MHz的传输带宽。当应用于OPO输出时，只有包含单模压缩真空的简并模落入滤波器通带，所有其他模式都被强烈抑制。高透射率保留了非经典连续变量特征，例如压缩或非高斯性，而高光谱纯度允许可靠的离散变量检测和预报。相关性和原子吸收测量表明单个光子的光谱纯度为96%，光子对的光谱纯度为98%。这些能力将能够产生原子共振混合态，例如通过从压缩真空中减去光子获得的“薛定谔小猫”，使这些奇异态可用于量子网络和原子量子精密测量应用。
2014-09-04 quant-ph
Graphon Quantum Filtering Systems
University of Florida（佛罗里达大学）
本文提出基于图论的量子过滤系统，用于多类玻色子系统在块状相互作用下的混沌传播，应用于量子态制备和量子图论游戏。
2025-12-03 math-ph math.CO math.MP
Confinement to deterministic manifolds and low-dimensional solution formulas for continuously measured quantum systems
本文研究连续弱测量下量子态的随机演化，证明其扩散常被约束在独立于测量结果的低维非线性流形上，并针对量子非破坏测量、谐振子正交分量测量及多体子系统测量推导了低维解公式，同时提出判断流形存在性的代数判据。
2025-08-18 quant-ph
Filtering and Control in Quantum Optics
本文从量子滤波理论的角度研究了连续观测的开放量子系统。开放系统的条件态服从经典滤波理论中Kushner-Stratonovich方程的非交换或量子模拟。本文共分四章。第一章是对量子概率论和量子随机微积分的简要介绍。第二章是在Davies和Srinivas的框架下描述连续时间中的光子计数实验。第三章着重于从控制开放系统与其环境电磁场相互作用的量子随机微分方程导出量子滤波或Belavkin方程。第四章介绍了如何利用量子滤波方程来控制量子系统。
2004-12-03 quant-ph
Parameter Estimation, Model Reduction and Quantum Filtering
本论文主要研究量子滤波中的参数估计和模型降阶问题。第2章和第3章提供了经典和量子概率论，随机微积分和过滤的审查。第四章研究了量子参数估计问题，介绍了量子粒子滤波作为一种实用的连续测量参数估计计算方法。第五章将这些技术应用于地磁测量，并研究了双通原子磁力仪中的估计不确定度标度。第六章提出了一种有效的连续时间量子纠错反馈控制器。第七章给出了集体量子比特系统对称过程的精确模型。
2009-08-08 quant-ph
Single shot parameter estimation via continuous quantum measurement
我们提出了利用连续量子测量进行Single Shot参数估计的滤波方程。通过嵌入参数估计在标准的量子滤波形式主义，我们得出的最佳贝叶斯滤波器的情况下，参数的值的有限范围内。利用最近的收敛结果[van Handel，arXiv：0709.2216（2008）]，我们给出了一个条件，确定估计的渐近收敛。当参数是连续值的情况下，我们开发量子粒子滤波器作为量子参数估计的实用计算方法。
2008-11-04 quant-ph
Quantum filtering for a two-level atom driven by two counter-propagating photons
本文的目的是提出在连续测量下，两个连续模反向传播光子驱动的二能级原子的量子滤波器。讨论了两种多测量方案，1）零差检测加光电检测，2）两个零差检测。这两种情况下的过滤方程推导明确。作为演示，在两个零差探测测量下，分别用指数上升脉冲和高斯脉冲两种输入光子激发了一个二能级原子。模拟结果揭示了原子-光子耦合与最大原子激发下的光子脉冲形状之间的标度关系。
2019-03-13 math.OC quant-ph
Robust Filtering for Adaptive Homodyne Estimation of Continuously Varying Optical Phase
School of Engineering and Information Technology, University of New South Wales, Canberra（新南威尔士大学堪培拉校区工程与信息技术学院）
针对连续变化光相位的自适应零差估计问题，提出使用最优卡尔曼滤波和保证成本鲁棒滤波来降低均方误差并增强对噪声参数波动的鲁棒性。
2012-11-30 cs.SY eess.SY math.OC
Schemes of transmission of classical information via quantum channels with many senders: discrete and continuous variables cases
分析了离散多址信道和连续变量高斯多址信道经典容量的超加性效应。在离散的情况下，提供了新的例子，包括超加性的表现，特别是，一个通道，这是完全对称的，相对于所有的超加性。此外，我们考虑了一类信道，其中{ \it输入纠缠跨越两个以上的副本的信道是必要的}饱和的渐近速率的传输从一个的接收器到接收器。Shor纠错码的5输入纠缠超过了对这些信道使用任意两输入纠缠所能达到的容量。在CV情况下，我们考虑在[Czekaj { \it et al.}，Phys.Rev.A { \bf 82}，020302（R）（2010）]中更详细地描述，并且还考虑容量超加性效应对热噪声的敏感性。我们观察到，实现容量超可加性所需的双模压缩量的估计比以前报道的更乐观。
2011-10-12 quant-ph
Parameter Estimation in a Continuously Monitored Non-Markovian Quantum System
Technische Universität Wien（维也纳工业大学）；Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI), Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院量子光学与量子信息研究所）；University of Basel（巴塞尔大学）；Universidad de La Laguna（拉帕鲁纳大学）
研究连续监测非马尔可夫量子系统中参数估计问题，提出基于反应坐标映射的方法，针对特定线性系统，分析贝叶斯估计，给出费舍尔信息表达式与估计精度缩放，通过玻色子浴温度测量示例证明方法有效性。
2026-07-20 quant-ph
A Continuous-Variable Quantum Fourier Layer: Applications to Filtering and PDE Solving
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）
本文提出连续变量量子傅里叶层，基于双分 Gaussian 编码和 Cooley-Tukey 量子傅里叶变换，实现高精度二维频谱处理，应用于频域滤波和热方程求解，结果与经典方法一致。
2026-03-18 quant-ph
Non-Markovian Quantum Feedback Networks I: Quantum Transmission Lines, Lossless Bounded Real Property and Limit Markovian Channels
本文的目的是阐述量子通信和信号处理的建模问题，其中系统之间的通信通过非马尔可夫信道。这是量子传输线的一般特征。我们的最终目标是扩展已经为马尔可夫模型开发的网络规则。为此，我们回顾这种非马尔可夫模型的传输线及其量化的哈密顿描述。这些都发生在非平衡态热力学的背景下，但我们的兴趣是在传输线作为信息的载体，而不是热浴。我们表明，有一个分析的散射矩阵与这些模型和稳定性可以制定的无损有界的真实属性。注意到输入和输出字段不单独满足非自破坏原则，我们讨论了严格的限制，在这种模型出现马尔可夫，所以服从量子滤波和控制的标准方法
2016-04-08 quant-ph
Non-classical state generation in macroscopic systems via hybrid discrete-continuous quantum measurements
非经典态的产生是整个实验量子科学的重要组成部分，用于量子信息应用和探索物理基础。在这里，我们研究了量子非破坏正交测量和单量子加/减的排列，以制备玻色子系统中的量子叠加态。每个置换的性能进行量化和比较使用几种不同的非经典标准，包括维格纳负性，非经典深度，最佳保真度与相干态叠加。我们还比较了我们的协议使用压缩而不是正交测量的性能，并发现正交测量提供的净化可以显着增加产生的非经典性。我们的方法非常适合在光物质系统，如量子光学力学和原子自旋系综的实施，并提供了相当大的鲁棒性初始热占领。
2019-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum Feedback Cooling without State Filtering
University of Padova（帕多瓦大学）
本文提出一种无需全实时量子态估计的量子反馈冷却方法，通过简单测量记录过滤模拟反馈信号，提升冷却效率。
2026-03-06 quant-ph
Measuring a photonic qubit without destroying it
测量单个光子的偏振通常会导致其破坏。我们提出，演示，并完全实现一个\emph{quantum non-demolition}（QND）计划实现这样的测量非破坏性。该方案仅使用线性光学和辅助模式的光电检测来在单光子水平上非确定性地诱导强非线性。我们不断地将这种QND测量改变到弱状态，并使用它来执行量子力学中互补性的非破坏性测试。我们的方案实现了量子比特的最先进的一般测量：它是非破坏性的，可以在任何基础上进行，并且具有任意强度。
2003-12-05 quant-ph
Bell-Inequality Violation for Continuous, Non-Projective Measurements
PolariQon Inc.（PolariQon公司）
本研究提出了一种基于连续非投影测量的贝尔不等式违反方法，通过相位敏感投影和粗粒化构建有效二元可观测量，展示了在连续测量平台中验证量子非局域性的可行性。
2025-12-23 physics.app-ph quant-ph
Filtering equation for a measurement of a coherent channel
本文提出了一个相干光源连续光子计数和外差测量的随机模型。利用量子随机微积分方法导出了腔中单模光场后验态的非线性滤波方程。发现了玻色场初始处于相干态时的后验动力学。给出了计数过程和扩散过程的滤波方程。
2012-07-05 quant-ph
Dynamic Programming Principle and Stabilization for Mean-Field Quantum Filtering Systems
Université Paris-Saclay, CentraleSupélec（巴黎萨克雷大学，中央理工-高等电力学院）；University of Florida（佛罗里达大学）；CNRS, L2S, Université Paris-Saclay, CentraleSupélec（法国国家科学研究中心，L2S实验室，巴黎萨克雷大学，中央理工-高等电力学院）；Shanghai Frontiers Science Center of AI and DL NYU-ECNU Institute of Mathematical Sciences NYU Shanghai（上海人工智能前沿科学中心，纽约大学-华东师范大学数学科学研究所，纽约大学上海校区）
本文提出在无限维设定中建立量子滤波系统的动态规划原理，并在均场极限下通过反馈律实现量子态的稳定化与指数收敛。
2026-02-12 math.OC quant-ph
Quantum filtering one bit at a time
在本文中，我们考虑的量子态的纯化使用的信息从一个连续的测量记录，其中的经典测量记录被数字化为一个单一的位每次测量后的测量已经作出。分析表明，有效和可靠的状态纯化是可以实现的单量子比特和双量子比特系统。我们还考虑了基于离散一比特测量序列的量子反馈控制。
2011-11-28 quant-ph
Quantum Filtering of Optical Coherent States
我们提出并实验证明了非破坏性和无噪声去除（过滤）的真空状态从任意一组连续变量系统的相干态。通过弱测量诊断错误，即量子信息中的真空状态，并在此基础上概率地滤除。我们考虑三种不同的滤波器的基础上开/关检测相位稳定和相位随机零差检测。我们发现，开/关检测，最佳的理想理论设置，是优于零差策略在实际设置。
2008-09-29 quant-ph
Nondemolition Principle of Quantum Measurement Theory
我们给出了一个明确的公理化的量子测量理论，它是免费的投影公设。它是基于广义非爆破原理，也适用于不尖锐的，连续谱和连续的时间观测。在“客观化”之后的“塌缩状态矢量”被简单地视为由量子滤波给出的后验状态的随机矢量，即，先验诱导状态对相应约化代数的条件作用。本文从薛定谔方程出发，导出了“连续自发局域化”的非线性唯象方程，作为扩散非破坏测量的量子滤波方程的一个例子。测量和过滤的量子理论也为连续还原的动力学理论提出了另一种类型的随机方程，对应于计数非破坏测量，这与量子实验更相关。
2005-12-21 quant-ph
