Conclusive and arbitrarily perfect quantum state transfer using parallel spin chain channels
我们提出了一个通过自旋链通道实现量子通信的协议。通过将双轨编码与仅在接收端的测量相结合，我们可以最终获得完美的状态转移，其成功概率可以任意接近1。作为这样的振幅延迟通道的一个例子，我们展示了如何两个平行的海森堡自旋链可以被用作量子线。在N个自旋为1/2的粒子的海森堡链中，可以在N ^1.7量级的时间尺度内实现失败概率低于P的完美态转移。|ln（P）|.我们证明，我们的计划是更强大的退相干和非最佳的定时比任何计划使用单自旋链。
2005-02-21 quant-ph
Entangled state teleportation through a couple of quantum channels composed of XXZ dimers in an Ising-XXZ diamond chain
量子隐形传态在量子信息处理中起着重要的作用，在这个意义上，无限长链结构的量子纠缠特性是非常显著的，因为实际物质可以用无限长链来表示。研究了无限长Ising-Heisenberg金刚石链中由Heisenberg二聚体组成的一对量子信道对纠缠态的隐形传态，认为这对链彼此距离足够远，可以忽略它们之间的相互作用.为了通过量子信道传送几个量子比特，我们需要找到海森堡自旋二聚体的平均密度算符，这将被用作量子信道。假设输入态为纯态，我们可以应用保真度的概念作为量子信道的隐形传态性能的一个有用的度量。使用标准的隐形传态协议，我们导出了输出并发度，保真度和平均保真度的解析表达式。详细研究了耦合参数、外磁场和温度对量子隐形传态的影响。最后，讨论了量子信道的纠缠度、输出纠缠度和系统平均保真度之间的关系。通过一种随Ising-Heisenberg金刚石链模型参数变化的相图，说明了量子隐形传态成功的区域和量子隐形传态失败的区域.
2016-11-14 quant-ph
Violation of the Bell inequality in quantum critical random spin-$1/2$ chains
为了更好地理解临界系统中平移不变性的破缺对非局域态的作用，我们研究了两个随机XX自旋-1/2临界链的纠缠和非局域性质.我们发现，打破平移不变性是一个必要的，但不是充分条件的非局部性，随机链保持在一个本地的基态到一个小程度的随机性。此外，我们证明了随机二聚体模型不具有相同的非定域性属性的conventionally不变的链，即使他们共享相同的普适性类在一定范围内的随机性。
2018-08-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Multipartite Entanglement in the Random Ising Chain
量子纠缠的量化是量子相互作用系统中一个具有挑战性的开放问题。在这里，我们专注于两个子系统的长度$\ell$分开的距离$r=α\ell$和量化的纠缠负性（${\cal E}$）和互信息（${\cal I}$）在临界随机伊辛链。发现无序平均的${\cal E}$和${\cal I}$都是标度不变的和普适的，即与无序的形式无关。我们发现一个常数${\cal E}(α)$和${\cal I}(α)$在任何距离，使用渐近精确强无序重整化群方法。我们的结果与干净伊辛模型和单重态随机自旋链（如自旋- $\frac{1}{2}$随机海森堡链和随机XX链）中的结果有质的不同.而对于无规单重态${\cal I}(α)/{\cal E}(α)=2$，在无规伊辛链中，这个普适比是强$α$依赖的。系统之间的这种偏差与单个子系统的纠缠熵的行为形成对比，对于单个子系统，各种随机临界链和清洁模型给出了相同的定性行为。因此，研究多体纠缠在随机量子系统中提供了额外的普遍信息，超出了我们可以从单个子系统中学习的信息。
2022-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Classical capacity of quantum channels with general Markovian correlated noise
研究了具有任意马尔可夫关联噪声的量子信道的经典容量。对于具有长期记忆的信道的一般情况，其对应于不收敛到平衡的马尔可夫链，容量表示在马尔可夫链的通信类方面。对于一个不可约的和非周期的马尔可夫链，信道是健忘的，和一个检索已知的表达的能力。
2007-12-05 quant-ph
Cooling dynamics of pure and random Ising chains
研究了纯伊辛链和无规伊辛链的猝灭温度动力学。利用Kibble-Zurek论证，我们得到了纯伊辛模型在大τ时，淬火后的扭结密度随温度的淬火速率1/τ以1/ \sqrt τ的形式衰减.对于随机伊辛模型，我们证明了当τ较大时，扭结密度和剩余能量的衰减率分别为1/ \ln τ和1/（\ln τ）^2.随机伊辛模型的分析结果得到了蒙特卡罗模拟的证实。我们的研究结果揭示了一个明显的区别经典和量子猝灭的随机伊辛链。
2009-06-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Two-channel spin-chain communication line and simple quantum gates
我们考虑在一个单量子位接收器中通过不同的通道连接到两个双量子位接收器中的混合态的远程创建。{假设通道是具有最近邻相互作用的自旋（量子位）链，没有施加外部场。}对于接收器相对于两个端点不对称定位的通信线路（不对称通信线路），考虑了在两个端点之间共享接收器状态空间的可创建区域的问题。基于对称通信线构造了一个实现简单功能的量子寄存器实例。在该设置中，两个接收器的初始状态分别用作输入和控制信号，而接收器在适当时刻的状态被认为是输出信号。
2017-06-07 quant-ph
Entanglement Teleportation Through 1D Heisenberg Chain
分析了两个量子比特通过两个独立的一维海森堡链作为量子信道的信息传输。研究发现，通过一维海森堡链中的热混合态，两个自旋- $\frac 12$量子系统的纠缠度在隐形传态过程中降低。如果在这样的量子信道中提供热混合态的最小纠缠，就可以实现纠缠隐形传态。当温度{ \it T}很低时，可获得平均保真度大于2/3的量子隐形传态.量子信道的互信息$\mathcal{I}$随温度和外加磁场的升高而降低。输入信号态的纠缠质量不能增强量子信道的互信息。
2005-01-24 quant-ph
Quantum-correlation breaking channels, broadcasting scenarios, and finite Markov chains
关于量子信道的经典结果之一是纠缠破坏信道的特征[M. Horodecki等人，Math. Phys 15，629（2003）]。我们解决的问题是否存在一个类似的表征的水平上的量子关联，可能超越纠缠。在将量子关联分解为所谓的CQ（经典-量子）类型的情况下，答案是完全肯定的，并且相应的通道变成了测量映射，而在CC（经典-经典）情况下则不再正确。对后者的研究揭示了量子态与局域相关广播和有限马尔可夫链之间的一种意想不到的联系。我们提出了一种可能性，通过非冯诺依曼测量，这依赖于Perron-Frobenius定理的广播。令人惊讶的是，这不是典型的广义C-NOT门场景，在这种情况下自然出现。
2012-08-24 quant-ph
Chain rules for quantum channels
本文利用直接矩阵分析方法，在量子设定下推导若干 Rényi 散度的信道链式法则，简化并推广了已有结果。
2022-05-16 cs.IT math-ph math.IT
Exact bounds on the energy gap of transverse-field Ising chains by mapping to random walks
基于Iglói，Turban和Rieger [Phys. Rev. E { \bf 59}，1465（1999）]发现的连续时间随机游动的关系，我们导出了开横场伊辛链最低能隙的精确上下界，这些能隙在参数中是明确的，并且对任意可能的随机耦合和场集通常是有效的。在均匀链和随机链与不相关的参数，下限和上限被发现显示相同的有限尺寸标度的铁磁相和在临界点，证明这些边界的能力，推断正确的有限尺寸标度的临界间隙。将该边界应用于具有耦合场关联的随机横场伊辛链，该模型与绝热量子计算有关，间隙的有限尺寸标度与独立随机变量的和有关。我们确定了该模型的临界动力学指数，并揭示了在特殊点处对数修正的存在性。
2022-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Decoherence as attenuation of mesoscopic echoes in a spin-chain channel
受限量子系统中的初始局域激发演化为探索整个系统，在海森堡时间作为介观回声返回到初始位置。我们考虑两个弱耦合的自旋链，一个自旋梯，其中一个是量子信道，而另一个代表一个环境。我们通过介观回波的衰减来量化量子信道中的退相干。我们评估退相干率的不同比例之间的振幅波动和退相的链间相互作用的哈密顿量的来源。多体动力学被看作是一个具有费米黄金法则给出的退相干率的单体演化。
2010-05-12 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph quant-ph
A chain rule for the quantum relative entropy
经典相对熵的链式法则确保了多体系统上概率分布之间的相对熵可以被分解为各个系统上适当选择的条件分布的相对熵的和。在这里，我们证明了一个类似的链规则不等式的量子相对熵的通道相对熵。新的链式规则使我们能够解决一个开放的问题，在渐近量子信道歧视的背景下：令人惊讶的是，自适应协议不能提高非自适应策略相比，非对称信道歧视的错误率。此外，我们给出了量子信道的例子，表明通道相对熵在张量积下是不可加的。
2019-09-12 cs.IT math.IT quant-ph
Spin chains and channels with memory
在大多数对量子信道信道容量的研究中，都假设每次使用信道时的误差是独立的。然而，最近的工作已经开始研究记忆或相关性在错误中的影响。这项工作引发了人们的猜测，即有趣的非分析行为可能会发生在能力。出于这些观察，我们连接相关误差下的通道容量的研究，在多体物理学的临界行为的研究。这种联系使我们能够利用多体物理学的技术完全解决或定性地理解一些有趣的相关误差模型。这些模型可以显示与相关多体系统类似的行为，包括“相变”。
2007-10-16 quant-ph
Optimized dynamical control of state transfer through noisy spin chains
我们提出了一种方法，通过噪声量子信道（自旋链）的状态转移的速度和保真度的最佳控制的折衷。这个过程被视为通过费米子浴的量子比特状态转移。我们表明，动态调制的边界量子比特的水平，可以确保状态转移的速度和保真度的最佳折衷。这可以通过动态优化信道的传输频谱来实现。所得到的最优控制是强大的静态和波动噪声在通道的自旋-自旋耦合。它还可以在信道中存在对角无序（现场能量噪声）的情况下促进传输。
2015-01-09 quant-ph
Measurement enhances long-distance Entanglement generation in spin chains with dissipative processes
本文研究了有噪声信道中常规测量的影响。A. Bayat和Y. Omar [New J.Phys.17，103041（2015）]之后，通过对通道的全局测量来抑制噪声自旋通道中的退相和耗散效应，并产生长距离纠缠。对通过$XX$相互作用弱耦合到发送方和接收方量子位的自旋通道进行常规的全局测量。将该方案分别应用于非零温度过程中的退相和耗散，结果表明，与无测量方法相比，实现的纠缠量有所增加。
2017-06-04 quant-ph
Entangled Markov Chains generated by Symmetric Channels
纠缠马尔可夫链的概念是由Accardi和Fidaleo在量子随机游走的背景下提出的。他们证明，在有限维的情况下，相应的状态具有零熵密度，但他们没有证明它们是纠缠的。本文在有限跳速的假设下，将这个熵结果推广到无限维情形。然后讨论了具有跳跃概率$1-q$的二进制对称信道产生的自旋为1/2的纠缠马氏链的纠缠问题。这些状态的冯诺伊曼熵，限制在一个子晶格的明确计算和示出是独立的子晶格的大小。这是一种新的、纯粹的量子现象。最后利用PPT判据研究了亚晶格${\cal A}(\{0,1,...,N\})$和${\cal A}(\{N+1\})$之间的纠缠特性。事实证明，对于$q\neq 0,1,{1/2}$，状态是不可分离的，因此是真正纠缠的，而对于$q=0,1,{1/2}$，它们是可分离的。
2006-02-05 quant-ph
Quantum discord and one-norm geometric quantum discord for XXX Heisenberg spin chain under noisy channels
本文比较了XXX海森堡自旋链在退相干作用下的量子不协调、1-范数几何量子不协调和纠缠的行为。详细介绍了它们与温度和耦合常数的关系。通过比较可以看出，量子不协和1-范数几何量子不协比协同对退相干的鲁棒性更强，因为量子不协和1-范数几何量子不协取非零值并渐近减小，而协同在包括温度和耦合常数在内的很大参数范围内为零.此外，我们发现1-范数几何量子不协调和量子不协调之间不存在简单的相对序。这一结果与一些文献中提供的信息相矛盾。
2014-06-18 quant-ph
Conclusive quantum-state transfer with a single randomly coupled spin chain
研究了随机耦合自旋链中的量子态转移。通过使用本地存储器存储信息，并将任务分为传输部分和解码部分，巧妙地实现了结论性传输，只有一个单一的自旋链。在我们的方案中，成功转移的概率可以任意接近于1。特别是，我们的计划是一个很好的协议，从存储器中解码信息，而无需添加另一个自旋链。与时间反转协议相比，该方案的平均译码时间大大缩短。
2006-06-09 quant-ph
Chain breaking and Kosterlitz-Thouless scaling at the many-body localization transition in the random field Heisenberg spin chain
尽管在理论上做出了巨大的努力来理解多体局域化（MBL）转变的微妙之处，但许多问题仍然悬而未决，特别是关于其临界性质的问题。在这里，我们作出的关键观察，MBL在一维伴随着自旋冻结机制，导致链断裂的热力学极限。使用分析和数值方法，我们表明，这样的链断裂直接探测典型的本地化长度，并在MBL过渡的标度性质同意与Kosterlitz-无尾的情况下预测的唯象重整化群方法。
2020-11-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum information spreading in random spin chains
本文研究了在无限随机不动点中编码的具有临界无序的一维量子自旋链中量子关联和信息的传播。具体来说，我们专注于量子淬火后的雷尼熵，互信息和纠缠负性的随机键和各向异性参数的原型XXZ自旋链的动力学。我们提供了基于实空间重整化群方法的标度制度的分析预测。我们支持这些发现，通过数值模拟在非相互作用的限制，在那里我们可以访问的缩放制度。
2022-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum channel for modeling spin-motion dephasing in Rydberg chains
提出一种量子信道，通过含时系数调制约化自旋态，在微扰区高效建模Rydberg原子链中的自旋-运动退相干，显著降低模拟复杂度，为纠缠分布的最大链长设定了界限。
2025-06-30 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Global-scale quantum networking using hybrid-channel quantum repeaters with relays based on a chain of balloons
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文提出基于气球式空中中继与地面中继结合的混合信道量子中继方案，通过优化光束腰位置和自适应光学系统，实现10000公里距离下的高效率量子纠缠分发，为未来全球量子网络提供可行方案。
2026-02-21 quant-ph
Simultaneous multiple-users quantum communication across a spin chain channel
在量子计算机的不同寄存器之间传输量子态时，自旋链的时间演化被广泛研究。然而，在大多数这些协议中，每次只有一对发送器-接收器可以共享信道。这显著地限制了许多用户的网络中的通信速率，因为他们只能顺序地通过他们的公共数据总线而不是全部同时通信。在这里，我们提出了一个协议，其中多个用户可以同时共享自旋链通道，而不会有不同的当事人之间的串扰。这是通过适当地调整哈密顿量的局部参数来实现的，以经由系统的一组不同的能量本征态来调解每对用户之间的有效相互作用。我们介绍了三种不同层次的哈密顿调谐策略，每一种都可能适用于不同的物理平台。所有这三种策略都提供了非常高的传输可靠性，串扰非常小。我们特别表明，我们的协议可以在实验上实现目前可用的超导量子模拟器。
2020-07-17 cond-mat.str-el quant-ph
Enhancing fidelity in teleportation of a two-qubit state via a quantum communication channel formed by spin-1/2 Ising-Heisenberg trimer chains due to a magnetic field
研究提出以自旋1/2 Ising-Heisenberg三聚体链构建Heisenberg二聚体量子信道，证明磁场诱导相变可显著提升双量子比特纠缠态隐形传态保真度。
2024-12-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum annealing of pure and random Ising chains coupled to a bosonic environment
我们使用一种基于准绝热传播路径积分（QUAPI）和矩阵积态（MPS）形式主义相结合的新型数值方法，研究了耦合到玻色子浴的纯随机横向伊辛链的量子退火。我们提出的数值结果高达64自旋的系统，并得出结论，浴干扰量子退火的纯和随机伊辛链。详细介绍了计算约化密度矩阵的数值方法。
2018-09-26 cond-mat.stat-mech quant-ph
Qubit Teleportation and Transfer across Antiferromagnetic Spin Chains
我们探讨自旋为1/2的链作为量子信道的量子比特的隐形传态和传输的能力。利用低维系统中长距离纠缠的出现[Phys. Rev. Lett. 96，247206（2006）]，这里我们示出了如何在远距离方之间获得高通信可靠性。在考虑温度的实际情况下，研究了隐形传态和状态转移协议。基于我们的反铁磁旋转不变系统的设置，这两个协议是由纯去极化通道。我们提出了一个方案，其中信道保真度接近一个可以实现在非常长的链在适度小的温度。
2007-04-04 cond-mat.str-el quant-ph
Infinite-Randomness Fixed Points for Chains of Non-Abelian Quasiparticles
由$SU(2)_k$ Chern-Simons-Witten理论描述的一维非阿贝尔准粒子链可以进入类似于普通自旋为1/2的粒子（对应于$k \to \infty$）的随机链的随机单态相。对于$k=2$这个阶段提供了一个随机单态描述的无限随机不动点的临界横向场伊辛模型。对于大的$L$，这些相中尺寸为$L$的区域的纠缠熵按$S_L \simeq \frac{\ln d}{3} \log_2 L$缩放，其中$d$是粒子的量子尺寸。
2007-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Schmidt gap in random spin chains
我们数值研究了随机一维自旋链分成相等的两半后的基态的低纠缠谱。我们考虑了两个典型的模型：自旋1/2随机横场伊辛模型，精确求解，自旋1随机海森堡模型，使用密度矩阵重整化群模拟。在这两种情况下，我们分析平均施密特间隙，定义为两个分区之一的约化密度矩阵的两个最大特征值之间的差异，平均超过许多无序实现。我们发现，施密特间隙检测临界点非常好，并与普遍的临界指数的规模。
2018-09-03 cond-mat.quant-gas quant-ph
Nonadditive entropy for random quantum spin-S chains
我们研究了无序量子自旋S链中Tsallis熵的标度。我们表明，一个广泛的缩放发生特定值的熵指数。这些值仅取决于自旋的大小S，与模型相关的有效中心荷直接相关。
2010-08-18 cond-mat.stat-mech quant-ph
Two Channel Kondo behavior in the quantum XX chain with a boundary defect
本研究发现带边界缺陷的自旋1/2量子XX链存在双通道近藤物理，揭示了边缘自旋分数化机制、临界耦合条件及g函数的非整数特性，为低维量子磁性系统研究提供了新视角。
2025-07-31 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
On polynomial Lieb-Robinson bounds for the XY chain in a decaying random field
我们考虑在$z$方向上的随机外场中的各向同性XY量子自旋链，单点分布由i.i.d.给出。随机变量乘以临界衰减包络$j^{-1/2}$。我们的动机是研究多体局域化。我们调查的多项式Lieb-Robinson（PLR）边界的传输特性。我们证明了一个零速度PLR界为大的无序强度$λ$和小的$λ$，我们显示了一个部分的逆，这表明在模型中存在的非平凡的运输。
2016-01-13 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
