MAPS: A Novel Multi-Axial Projective Sphere for Geometrically Visualizing Higher d-Valued Quantum State-Space of Qudits
Portland State University（波特兰州立大学）
提出多轴投影球（MAPS）框架，通过n个投影相交轴可视化d维量子态，并设计新型相位轴门实现态旋转，适用于高维数据可视化。
2026-06-17 quant-ph
Ancilla measurement-based Quantum Otto engine using double-pair spin architecture
本文提出单热浴双量子比特对量子 Otto 发动机，用辅助自旋对的投影测量替代冷浴，并借助量子关联提升功率、突破标准效率极限。
2025-06-06 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
Simulating positive-operator-valued measures with projective measurements
标准投影测量代表量子物理中所有可能测量的子集，由正算子值测量定义。研究了什么样的量子测量是可投射模拟的，即可以用投射测量和经典随机性来模拟。我们首先证明了在一个给定的量子系统上的每一个测量都可以通过对系统上的投影测量加上一个相同维度的辅助测量的经典处理来实现。然后，给出二维或三维的一般度量，证明了它是否是射影可模拟的问题可以通过半定规划来解决。我们还建立了条件，使用投影的有效的任何尺寸的测量模拟。作为我们的形式的应用，我们提高了两个量子位的维尔纳态的范围不违反任何贝尔不等式的所有测量。从实现的角度来看，我们的工作提供了一个测量容忍的噪声量的界限，然后失去任何优势，投影的。
2016-12-17 math-ph math.MP quant-ph
Implementation of quantum measurements using classical resources and only a single ancillary qubit
我们提出了一个方案，以实现一般的量子测量，也被称为积极的运营商价值的措施（POVM）的维度$d$使用仅经典的资源和一个单一的辅助量子比特。我们的方法是基于概率实现的$d$的结果测量，其次是后选择的一些收到的结果。我们推测，我们的计划的成功概率是大于一个常数的独立于$d$的所有POVM的尺寸$d$。最重要的是，这个猜想暗示了在一个$d$维系统上使用一个辅助量子比特实现任意非自适应量子测量协议的可能性，而在采样复杂度上只有一个\emph{constant}开销。我们证明了该猜想适用于任意维数的典型秩一Haar随机POVM。此外，我们进行了大量的数值计算，显示成功概率以上的各种极值POVM，包括在尺寸高达1299的SIC-POVM的常数。最后，我们认为，我们的计划可以有利于POVM的实验实现，因为我们的计划所需的电路中的噪声复合通常大大低于直接使用Naimark膨胀定理的标准计划。
2022-07-18 math-ph math.MP quant-ph
Measuring the parity of an $N$-qubit state
我们提出了一个方案的奇偶算符$P_z=\prod_{i=1}^N σ_z^{(i)}$的$N$ -量子比特的投影测量。我们的协议使用一个辅助量子位，或探针量子位，并涉及操纵的总自旋的$N$量子位，而不需要单独寻址。我们说明了我们的协议在一个实验实施与原子离子在两区线性保罗陷阱，并进一步讨论其扩展到几个更一般的情况下。
2005-08-05 quant-ph
Deterministic Joint Remote Preparation of a Four-qubit Cluster-type State via GHZ states
提出了一种仅利用两个GHZ态作为量子信道，确定性地联合远程制备四量子比特团簇态的方案。在该方案中，第一个发送者根据期望态的实系数执行两个量子比特的投影测量。然后，另一发送方利用测量结果和复系数来执行另一投影测量。为了获得所需的状态，接收器对他/她自己的两个量子比特应用适当的酉操作，并对两个辅助量子比特应用两个CNOT操作。最有趣的是，我们的方案可以实现单位成功概率，即，P =1。此外，比较表明，效率高于大多数其他类似的计划。
2016-02-05 quant-ph
Quantum Error Correction of a Qubit Loss in an Addressable Atomic System
提出了一种利用可寻址光晶格中的中性原子进行量子计算时量子比特丢失误差的校正方案。首先使用量子非破坏测量来检测量子比特丢失，然后通过在空出的晶格位置中插入新原子来转换为标准量子比特错误。逻辑量子比特在这里用Grassl-Beth-Pellizzari码编码成四个物理量子比特，通过一个投影测量、两个单量子比特门和三个受控非操作的序列来重建。不需要辅助量子位。量子非破坏和投影测量都是使用腔QED系统实现的，该系统还可以检测一般的泄漏误差，从而允许在相同的框架内校正量子比特丢失。该方案也可以应用于量子计算与囚禁离子或光子。
2005-10-03 quant-ph
Self-Testing Positive Operator-Valued Measurements and Certifying Randomness
本文在设备无关场景下，通过构造贝尔表达式C'3及其变体，自测试三输出极值量子比特POVM，分别认证约1.58比特局部和2.27比特全局随机性，超越投影测量限制，并利用NPA层级验证C3在随机性认证中的优势。
2024-12-16 quant-ph
Shor's Conjecture Is True: Projective Measurements Suffice for Binary Accessible Information
Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本文构造性地证明了Shor猜想：在任意有限维度下，投影测量（PVM）足以达到二元量子系综的可访问信息，并通过Jensen算子不等式给出了精确的凹变分公式。
2026-09-17 quant-ph
Universal quantum computation with two- and three-qubit projective measurements
我们提出了一组有限的投影测量，连同量子存储器和准备的|0>态，满足通用量子计算。这扩展了Nielsen [quant-ph/0108020]的工作，Nielsen提出了一种方案，其中可以仅使用至多2n个量子比特上的投影测量来模拟n个量子比特上的任意酉操作。我们集合中的所有测量都涉及两个量子比特，除了两个测量涉及三个量子比特。因此，我们将尼尔森的结果所暗示的上限提高了一个，即参与任何单一测量以实现通用量子计算所需的最大量子位数。我们的每个测量都是二值的，每个测量都可以在数学上表示为单量子比特测量的布尔组合。
2001-11-19 quant-ph
A dynamical model for Positive-Operator Valued Measures
我们处理的量子测量过程的动力学描述，明确解决的测量仪器，后者最终被视为宏观量子对象的调查系统之间的相互作用。我们考虑任意的正算子值测度（POVM），使得对测度算子的正交性约束被放松。我们表明，同样著名的冯-诺依曼计划的投影测量，它是可以建立一个动力学模型持有一个单一的时间无关的哈密顿特征的酉传播。这是通过修改标准模型以补偿任意POVM的测量算子之间可能缺乏正交性来实现的。
2019-04-08 quant-ph
Quantifying nonclassicality in qubit systems via positive operator-valued measures
Wilczek Quantum Center, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院斐兹克量子中心）；Department of Physics, Isfahan University of Technology（伊斯法罕理工大学物理系）
该研究提出基于POVM不锐利度参数的量子比特非经典性度量，推导其显式表达式，最大值为1/4，关联Kolmogorov一致性等，为量子技术认证提供实验工具。
2026-08-14 quant-ph
Maximally non-projective measurements are not always symmetric informationally complete
Lund University（隆德大学）；Heinrich Heine University Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）
本文证明在qubit系统外，对称信息完备测量不总是最强非投影测量，并提出半定规划方法来检测真正的非投影测量。
2026-02-09 quant-ph
Self-testing non-projective quantum measurements in prepare-and-measure experiments
自我测试代表了量子系统最强的认证形式。本文从理论和实验两方面研究了非投射量子测量的自检验问题。也就是说，人们如何仅从观察到的数据来证明未表征的测量设备实现了期望的非投影正算子值测量（POVM）。我们考虑一个边界上的希尔伯特空间维度，我们认为这是自然的，因为任何测量可以通过人为增加希尔伯特空间维度的投影问题的测量和测量的情况。我们开发了（i）鲁棒自测试极值量子比特POVM（具有三个或四个结果）的方法，以及（ii）证明未表征的量子比特测量是非投射的，甚至是真正的四结果POVM。我们的方法是强大的噪声，因此在实践中适用，我们在光子实验中证明。具体来说，我们的实验数据表明，实施的测量非常接近某些理想的三个和四个结果的量子比特POVM，因此非投射。在后一种情况下，数据证明了真正的四结果量子比特POVM。我们的研究结果为量子设备的强“黑箱”认证打开了有趣的视角。
2018-12-13 quant-ph
The Helstrom measurement: A nondestructive implementation
我们讨论了一种新的实现最小误差状态判别测量，最初介绍了Helstrom。在该实现中，不是直接在系统上执行最佳投影测量，而是首先将其纠缠到辅助系统，并且在辅助系统上执行测量。我们证明，通过适当选择纠缠变换，可以达到Helstrom束缚。这种方法的优点是双重的。首先，它提供了一种新的实现时，最佳的投影测量不能直接执行。例如，在连续可变状态（二进制和N相移相干信号）的情况下，可用的检测方法，光子计数和零差，不足以执行所需的猫态投影。在对称状态的情况下，平方根测量是最佳的，但它不容易直接执行两个以上的状态。我们的方法在这两种情况下提供了一个可行的替代方案。其次，从原始系统的角度来看，测量是非破坏性的，并且在设计测量后状态方面具有一定的自由度，然后可以进一步处理测量后状态。
2017-10-25 quant-ph
Ancilla-Assisted Calibration of a Measuring Apparatus
一个量子测量可以用一组矩阵来描述，每个矩阵对应一个可能的结果，它表示传感器的正算子值测量（POVM）。有效的协议POVM提取任意传感器是必需的。我们提出了第一个实验性的POVM重建，它明确利用了量子资源，即，非经典关联与辅助状态。利用参量下转换产生的孪生光束的强量子关联重构了光子数分辨探测器的POVM。我们的重建方法是更强大的统计比POVM重建方法，使用经典的输入状态。
2012-06-28 quant-ph
Coherence based on positive operator-valued measures for standard and concatenated quantum state discrimination with inconclusive results
研究基于POVM的相干性作为量子资源在固定不确定结果率的标准与级联量子态判别策略中的作用，揭示了相干性的分解机制及其在密码随机性生成中的应用。
2025-01-31 quant-ph
Interconversion between block coherence and multipartite entanglement in many-body systems
在块非相干操作框架下建立了块相干性与多体纠缠相互转换的定量关系，发现转换的多体纠缠受限于初始块相干性，且可通过局部操作实现可逆转换与无损循环利用。
2024-07-26 quant-ph
An effective iterative method to build the Naimark extension of rank-n POVMs
我们重新讨论了寻找概率算子值测度（POVM）的Naimark扩展的问题，即它在更大的希尔伯特空间中作为投影测度的实现。特别是，我们提出了一个迭代的方法来建立投影测量的正交性和积极性的唯一要求。我们的方法改进了现有的，因为它也可以用来扩展POVM包含元素的秩大于一。它在计算步骤方面也更有效。
2017-03-06 quant-ph
Oblivious communication game, self-testing of projective and non-projective measurements and certification of randomness
我们提供了一个有趣的双方奇偶不经意通信游戏，其成功概率完全由Bell表达式决定。运算量子理论中的宇称遗忘条件隐含着本体论模型中的预备非上下文性，我们发现上述Bell表达式在本体论模型中有两个上界：通常的局部界和由非平凡的宇称遗忘条件产生的非平凡的预备非上下文界，后者小于局部界.我们首先展示了通信游戏时，爱丽丝和鲍勃在各自的网站进行三次测量的二分法可观的。在这种情况下，Bell表达式的最佳量子值使我们能够独立于设备地自测试最大纠缠态和三重可观测量集，三结果量子比特正算子值测度（POVM）和1.58比特的局部随机性。此外，我们将上述通信游戏推广为Alice和Bob执行相同但任意（奇数）数量（$n> 3$）的测量。基于任意$n$的相关Bell表达式的最佳量子值，我们还展示了状态和测量的设备无关的自测试。
2021-12-29 quant-ph
A single programmable photonic circuit for universal quantum measurements
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文提出一种可编程测量处理器，实现任意量子测量，通过大规模集成光子架构实现高精度相干控制，验证了其在量子态鉴别、状态估计和随机性生成中的优越性能。
2026-03-20 quant-ph
On constructing informationally complete covariant positive operator-valued measures
本文研究局部紧Abel群投影酉表示轨道生成的正算子值测度，证明其积分定义的收缩算子族为表示中酉算子的倍数，据此证明测度信息完备性，并以相干态密度测度为例验证结果。
2023-03-11 math-ph math.MP quant-ph
A positive operator-valued measure for two-photon detection via sum-frequency generation
在微扰极限下，自发参量下转换（PDC）可以被认为是一个输入光子概率分裂成两个输出光子。相反，和频产生（SFG）实现将两个输入光子组合成一个的相反过程。在这里，我们表明，在时间模式的双光子SFG过程的输出光子的基础上的单光子投影测量的效果的输入双光子状态的广义测量。我们描述了与这种测量相关的正算子值测量（POVM），并表明其元素与时间反演PDC过程产生的双光子态成正比。这样的探测作为对两个光子的联合测量，因此是依赖于光子纠缠的许多量子信息处理协议的重要组成部分。使用追溯的方法，我们分析了相关的量子协议利用双光子状态和测量的双光子POVM的属性。
2021-03-29 quant-ph
Naimark extension for the single-photon canonical phase measurement
我们解决了实现的正算子值测量（POVM）描述的最佳M-结果的歧视的一个光子的偏振态。首先，利用Naimark定理将POVM元素推广为投影算子，然后利用包含光网络和光子计数器的Knill-Laflamme-Milburn方案实现投影测度.我们找到了Naimark扩张的解析表达式，以及对于任意数量的结果M = 2^N实现它的检测方案。
2019-08-02 quant-ph
Experimental scheme for qubit and qutrit symmetric informationally complete positive operator-valued measurements using multiport devices
从一般的量子测量中可靠而有效地确定量子系统的状态对于各种量子信息处理任务至关重要。为此目的的一类重要的测量是对称信息完全正算子值测量（SIC-POVM）。SIC-POVM的优点是为量子态提供了一个无偏的估计器，具有完全断层扫描所需的最少数量的结果。根据Naimark膨胀定理，任何POVM总是可以通过系统和辅助系统之间的适当耦合以及通过对联合系统进行投影测量来实现。在实践中，找到适当的耦合是相当重要的。在这里，我们提出了一个实验设计，直接实现SIC-POVM使用多端口设备和路径编码的量子比特和量子，其效用最近已被证明由世界各地的几个实验组。此外，我们描述了如何在实践中实现这些多端口与集成的光子系统嵌套的线性光学元件组成。
2012-12-14 quant-ph
Optimal randomness certification from one entangled bit
通过对两量子比特纠缠态进行局部投影测量，可以以设备无关的方式证明高达一比特的随机性。我们在这里表明，一般的测量，定义为正算子值的措施，可以证明高达两个比特的随机性，这是最佳的随机性，可以证明从纠缠位。因此，一般的测量提供了一个优势，投影的设备无关的随机性认证。
2015-05-14 quant-ph
Effect-valued measurement models and contextuality
University College London（伦敦大学学院）
该研究通过用凸效应代数\(A\)中的值分布取代概率分布推广情境性处理方法，产生\(A\)值测量模型，分析了内部与可观测情境性的关系，利用相关表示确定相干条件，还引入情境分数等，推广了贝尔见证概念并分析了测量模型相关特性。
2026-07-29 quant-ph
Robust certification of non-projective measurements: theory and experiment
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf（杜塞尔多夫海因里希·海涅大学）；Universität Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Lund University（隆德大学）；Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院）
研究确定POVM优于投影测量的条件这一难题，核心方法是引入半定规划层次结构认证POVM不可模拟性，贡献在于提供上界、实验认证二维和三维POVM不可模拟性并使其对态制备误差鲁棒，还扩展到有辅助系统的情况。
2026-07-09 quant-ph
Adaptive POVM implementations and measurement error mitigation strategies for near-term quantum devices
我们提出了自适应测量技术为变分量子算法在短期的小和嘈杂的设备。特别是，我们概括了早期的“学习衡量”战略在两个方面。首先，通过考虑一类自适应正算子值测度（POVM），可以用简单的投影测量来模拟，而无需辅助量子比特，我们减少了所需的量子比特和两个量子比特门的数量。其次，通过引入一种基于量子探测器断层扫描的方法来减轻噪声的影响，我们能够优化POVM以及在当前可用的噪声量子器件中可靠地推断期望值。我们的数值模拟清楚地表明，所提出的策略可以显着减少所需的拍摄的数量，以实现化学准确性的变分量子本征求解器，从而有助于解决近期量子计算的瓶颈之一。
2022-08-16 quant-ph
Tight informationally complete quantum measurements
我们引入了一类信息完备的正算子值测度，它们与紧框架类似，“尽可能接近”量子态空间的标准正交基。这些措施的区别是一个非常简单的状态重建公式，允许“无痛”的量子态断层扫描。互无偏基的完备集和对称信息完备的正算子值测度都是这类测度的成员，后者是唯一的极小秩一成员。将秩1成员转换为纯量子态的系综，实际上等价于复射影空间中的加权2-设计。这些措施被证明是最佳的量子克隆和线性量子态层析成像。
2006-10-11 quant-ph
Extremal covariant POVM's
研究了在有限维酉射影表示下协变的正算子值测度（POVM）的凸集。我们推导出极值点的一般特征，并提供相应的POVM密度的秩的界限，也与极值的唯一性和稳定性的优化测量。给出了应用实例。
2004-06-30 quant-ph
Exact Steering Bound for Two-Qubit Werner States
本文证明在两量子比特Werner态的量子导引任务中，投影测量与POVMs能力相同，从而弥合了Werner间隙，并构造了更广范围的局域隐态模型。
2023-09-18 quant-ph
On quantum channels generated by covariant positive operator-valued measures on a locally compact group
引入了由局部紧阿贝尔群$G$与其对偶$\hat G$的直积的射影酉表示生成的正算子值测度（POVM）.该方法是基于庞特里亚金对偶允许建立一个等距同构的空间之间的希尔伯特-施密特运营商在$L^2(G)$和希尔伯特空间$L^2(\hat G\times G)$。任何这样的测量确定一对混合（包含经典和量子部分）量子信道，其由测量信道和将初始量子态传输到组上的量子态系综的信道组成。示出了第二通道可以被称为测量通道的互补通道。
2022-09-08 math-ph math.MP quant-ph
A two-qubit Bell inequality for which POVM measurements are relevant
导出了一个二分贝尔不等式，在两量子比特状态空间中，如果允许由正算子值测度（POVM）元描述的测量，而不是将可能的测量限制为投影测量，则极大地违反了该不等式.特别地，所提出的贝尔不等式需要POVM才能被最大纠缠的两量子比特态最大程度地违反。这就回答了N.吉辛
2010-07-15 quant-ph
Simulating the effect of weak measurements by a phase damping channel and determining different measures of bipartite correlations in nuclear magnetic resonance
量子不和谐是一种基于局部投影测量的度量，它捕获了可能无法通过纠缠完全捕获的量子相关性。通过用弱正算子值测度（POVM）取代秩一投影，测量过程发生了变化，允许定义量子不和谐的弱变体。在这项工作中，我们实验模拟了弱POVM对核磁共振量子信息处理器的影响。所研究的双量子位系统是三量子位系统的一部分，其中一个量子位用作辅助来实现相位阻尼通道。通过改变相位阻尼通道的强度来控制弱POVM的强度。我们在两个量子比特的Werner态和Bell对角态中实验观察到了两种弱的量子不和谐，即超量子不和谐和弱量子不和谐。作为测量强度的函数的状态的所得动力学进行了研究。
2020-08-14 quant-ph
Enhanced quantum state discrimination under general measurements with entanglement and nonorthogonality restrictions
Harish-Chandra Research Institute, A CI of Homi Bhabha National Institute（哈拉·钱德拉研究所，霍米·巴巴国立学院附属机构）；Center for Quantum Science and Technology (CQST) and Center for Computational Natural Sciences and Bioinformatics (CCNSB), International Institute of Information Technology Hyderabad（量子科学与技术中心（CQST）和计算自然科学与生物信息学中心（CCNSB），海得拉巴国际信息技术学院）
本文研究了在资源受限条件下，通过非正测量实现量子态鉴别误差低于Helstrom界限的可能性，展示了无需初始纠缠即可实现有效非正测量的方法。
2026-01-27 quant-ph
Analytic Qubit Separation between POVMs and Projective Measurements
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））；Quantum Science Center of Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
该研究构造有理系数贝尔泛函，实现局域维度2下量子比特POVM与投影测量的解析分离，得到大于1/1000的认证间隙，还证明对应策略达到量子最优值。
2026-09-01 math.OA quant-ph
Evolution of many-body systems under ancilla quantum measurements
研究通过耦合多体晶格系统与辅助自由度执行投影测量，发现非重置探测器在强测量下引发量子Zeno阀效应，并在全位点测量中证实了退纠缠-纠缠测量诱导相变。
2023-06-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el quant-ph
Controlling measurement-induced phase transitions with tunable detector coupling
研究了竞争测量驱动的量子多体系统拓扑纠缠相变，通过自由费米子动力学中带可变耦合的正定算符值测量追踪投影与连续监测间相变的普适性质，发现投影极限下相变的渗流普适性在系统-探测器耦合减小时不稳定。
2025-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Pretty-good simulation of all quantum measurements by projective measurements
该研究证明d维量子系统中加常数可见度去极化噪声后，任意POVM都可通过无辅助系统的随机投影测量模拟，限制了POVM的渐近优势，还将结果应用于量子基础问题并得到电路编织相关结论。
2025-01-16 math-ph math.MP quant-ph
Projective toric designs, quantum state designs, and mutually unbiased bases
本文提出射影环面t-设计概念，给出其构造与大小界，建立与多种数学对象的联系，构造不构成MUBs的d(d+1)大小量子态2-设计反驳Zhu猜想，指出素数幂维与非素数幂维MUBs的群结构差异。
2024-11-27 math-ph math.MP quant-ph
