Quantum information transfer for qutrits
A. Delgado, C. Saavedra, J. C. Retamal
我们提出了一个在遥远的量子态之间传输量子信息的方案。我们将此方案应用于远距离节点之间的纠缠分布和多体反对称态的产生。我们还讨论了量子秘密共享的应用。
We propose a scheme for the transfer of quantum information among distant qutrits. We apply this scheme to the distribution of entanglement among distant nodes and to the generation of multipartite antisymmetric states. We also discuss applications to quantum secret sharing.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Deterministic transfer of an unknown qutrit state assisted by the low-Q microwave resonators
Qutrits（即，三能级量子系统）由于其大的希尔伯特空间而可用于实现许多量子信息和通信任务。在这项工作中，我们提出了一个方案，以转移一个未知的量子态之间的磁通量子耦合到两个超导共面波导谐振器。这种量子态转移可以在不需要测量的情况下确定地实现。由于谐振腔光子在操作时间期间被虚拟地激发，所以由谐振腔衰减引起的退相干和不想要的谐振腔间串扰被极大地抑制。此外，我们的方法可以适用于其他固态qutrits耦合到电路谐振器。数值模拟结果表明，利用电流电路QED技术实现两量子态之间量子态的高保真传输是可行的。
Efficient transfer of an arbitrary qutrit state in circuit QED
与量子比特相比，量子比特（即，三能级量子系统）具有更大的希尔伯特空间，因此可以用于在量子信息处理和通信中编码更多的信息。在这里，我们提出了一个方案，在耦合到两个谐振腔的两个通量量子阱之间转移任意量子态。这个方案很简单，因为它只需要两个基本操作。由于只使用共振相互作用，状态转移操作可以快速执行。数值模拟结果表明，利用现有的电路-QED技术实现两个量子态之间的量子态的高保真传输是可行的。该方案是相当普遍的，并且可以应用于完成相同的任务，为其他固态qutrits耦合到谐振器。
The Entanglement Level and the Detection of Quantum Data Transfer Correctness in Short Qutrit Spin Chains
量子纠缠是量子计算中许多协议的重要特征。在本文中，我们评估了一个水平的纠缠在短qutrit链。这种评价是使用CCNR准则和并发性度量进行的。我们还给出了一些明确的公式描述的CCNR标准和并发的示例性短自旋链的值。利用所得到的结果，我们表明，分析纠缠的水平可以检测到的噪声或偏差在传输过程中，在比较完美的传输，只有操作实现传输是存在的。
Accelerating population transfer in a transmon qutrit via Shortcuts to adiabaticity
本文提出了一种通过设计非绝热演化路径来加速布居转移的方法。我们应用该方法实现了鲁棒的和加速的人口迁移与transmon qutrit。通过数值模拟，我们表明，这种方法允许一个强大的$Λ$系统的基态之间的人口转移。此外，用于布居转移的总脉冲面积低至1.9 $π$，这验证了在不增加脉冲强度的情况下加速了演化。因此，基于现代脉冲整形技术，该方法是容易实现的，并且它提供了可选择的方案，在量子信息处理中具有有趣的应用。
A superconducting qutrit link beyond the qubit limit
本文实现了一种超导qutrit链路，通过微波通道连接两个独立封装的节点，利用transmon的天然三能级结构进行高维量子通信，实现了高于量子比特基准的态转移保真度和纠缠特性。
Enhancing entanglement, local and non-local information of accelerated two-qubit and two- qutrit systems via weak-reverse measurements
讨论了利用弱反向测量恢复和保护加速2-qubit和2-qutrit系统纠缠的可能性。加速部分纠缠态比加速最大纠缠态更容易受到保护。与2-qubit系统相比，qutrit系统中的加速编码局域信息具有更强的鲁棒性，并且即使在更大的加速度下也能保持不变。同时，量子比特系统中的非加速信息不受局域操作的影响。对于较大的加速度值，弱反向测量可以在加速度信息扩展的情况下改善相干信息。
Emulating quantum state transfer through a spin-1 chain on a 1D lattice of superconducting qutrits
与自旋1/2系统相比，自旋1系统为量子信息的编码和传输提供了更好的安全性，这主要是由于它们更大的希尔伯特空间。超导人造原子拥有多个能级，因此能够模拟更高自旋的系统。在这里，我们考虑一个最近邻耦合超导transmon系统的一维晶格，并设计了一个计划，以转移任意qutri态（一个状态编码在一个三能级量子系统）在整个链。我们假设相邻transmons之间的可调耦合，推导出控制脉冲的解析约束，并展示了如何满足约束，以实现在当前实验条件下的高保真状态转移。因此，我们的协议能够增强量子通信和信息处理与有前途的超导量子。
Weighted information and weighted entropic inequalities for qutrit and ququart states
本文回顾了加权量子熵的概念，并考虑了二分和非复合量子系统。以量子系统为例，将已知的加权熵信息不等式（次可加性条件）推广到不可分量子系统的情形。讨论了不同权和状态下的四重密度矩阵的新不等式。结合非线性量子信道的研究讨论了加权熵的作用。
Implementation of qutrit-based quantum information processing via state-dependent forces on trapped ions
我们提出了一个通过囚禁离子的态依赖力实现qutrit系统量子逻辑和纠缠的方案。通过利用存在库仑相互作用的激光-离子耦合，推导出适用于普适量子操纵的一组量子门运算，包括两个量子位组上的条件相移以及单个量子位组上的任意SU（3）旋转。作为例子，我们详细演示了如何利用这些门资源来产生两个量子态的最大纠缠态。除了对捕获离子的振动加热不敏感之外，本方案还通过适当地设计激光-离子相互作用的脉冲配置而显示出可扩展性。
Pareto-optimality of pulses for robust population transfer in a ladder-type qutrit
本研究通过多目标优化方法，探索了梯形三能级系统中短脉冲实现鲁棒群体转移的Pareto最优方案，旨在减少第二态泄漏并提高调制鲁棒性。
Quantum Information processing by NMR: Preparation of pseudopure states and implementation of unitary operations in a single-qutrit system
理论上的量子信息处理（QIP）已经从使用量子比特成熟到使用量子比特（具有状态> 2的系统）。由于大多数实验实现都是使用量子位进行的，因此使用量子位进行的实验工作很少。在本文中，我们展示了实验实现的qutrit系统的核磁共振（NMR），利用氘（自旋-1）核部分取向的液晶相。利用跃迁选择脉冲，在这个单量子系统中实现了赝纯态的制备和幺正操作。
Coherent population transfer between weakly-coupled states in a ladder-type superconducting qutrit
受激拉曼绝热通过（STIRAP）为非耦合态和弱耦合态之间的相干布居转移提供了显著的优势，具有实现高效量子门、量子比特纠缠和量子信息传输的潜力。在这里，我们报告的实现STIRAP在超导相位qutrit -一个梯形系统中，基态人口相干转移到第二激发态通过暗态子空间。这一结果与主方程的数值模拟结果吻合得很好，进一步证明了采用最先进的超导量子点，在保持第一激发态粒子数低于$1\%$的同时，转移效率很容易超过$99\%$.我们表明，通过STIRAP的人口转移是显着更强大的对实验参数的变化相比，通过传统的共振$π$脉冲方法。我们的工作为利用超导人造原子探索STIRAP进行量子信息处理开辟了新的途径。
Information processing using three-qubit and qubit-qutrit encodings of noncomposite quantum systems
研究了一维方阱中粒子实现的七能级系统的量子信息性质。讨论了七能级系统的三量子比特或量子比特-四量子比特系统的编码特点。我们使用三量子比特编码的系统，以调查次可加性和强次可加性条件的粒子的热状态。采用量子比特-四元组编码，提出了一种计算比特串奇偶校验的单量子比特算法。所得结果表明了多级系统在实现量子信息处理方面的潜在资源。
Three-party qutrit-state sharing
提出了一个三方安全共享任意未知单四态的方案。使用一般的Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态作为三方之间的量子信道，量子信息（即，QUTRIT状态）可以以当且仅当两个接收机协作时才能恢复信息的方式来分割。此外，还对多方参与情况下的方案生成进行了概述。
Quantum correlations in qutrit-qutrit systems under local quantum noise channels
由于退相干的存在，现实量子系统在处理量子信息时不可避免地会与环境发生相互作用，导致量子特性的损失。量子关联作为量子力学的一个基本问题，近年来引起了人们的广泛兴趣。由于高维系统在量子信息中的重要性，本文考虑了用负性和几何不协度量的qutrit-qutrit量子系统的量子关联，研究了马尔可夫环境对量子关联的影响。在这项工作中所涵盖的本地噪声信道包括去相位，三重翻转，三重相位翻转，去极化通道。我们还研究了两侧的局域退相干通道相同和不相同的情况。
Manipulating biphotonic qutrits
具有比规范量子位更高维度的量子信息载体提供了显著的优点。然而，操纵这样的系统是极其困难的。我们展示了如何测量引起的非线性可以大大扩展的范围内可能的双光子qutrits的变换;三个层次的量子系统形成的两个光子在同一时空模式的偏振。我们完全验证了支撑我们技术的双光子-光子纠缠，从而实现了量子比特-量子纠缠的第一个实例。我们讨论了我们的技术的扩展，以产生qutrit-qutrit纠缠和操纵任何玻色子编码的量子信息。
Projection of two biphoton qutrits onto a maximally entangled state
贝尔态测量是将两个量子比特投射到一个最大纠缠态上，是量子信息科学的重要组成部分。提出并实验证明了两个三态量子系统到广义最大纠缠态的投影。每一个qutrit都由一对不可区分的光子（双光子）的偏振表示。投影是使用标准线性光学元件对两个双光子的联合测量。这一演示为实现量子隐形传态和纠缠交换等量子信息协议提供了可能。
Teleporting single qutrit using symmetric-anti symmetric two-qutrit basis states as quantum channels
本文提出利用LDL构造的双三元态纠缠信道实现单三元态确定性传送，通过显式幺正操作确保高保真度恢复
Transferring quantum entangled states between multiple single-photon-state qubits and coherent-state qubits in circuit QED
提出了一种将n个单光子态（SPS）量子比特的最大纠缠态或部分纠缠态转移到n个相干态（CS）量子比特上的方法，该方法采用2n个微波腔耦合到超导通量量子比特上. SPS量子比特的两个逻辑态在这里由真空态和腔的单光子态表示，而CS量子比特的两个逻辑态用腔的两个相干态编码。由于只使用一个超导量子阱作为耦合器，电路结构大大简化。状态转移的操作时间并不随量子位数的增加而增加。当系统的耗散可以忽略时，由于不需要测量，量子态可以以确定性的方式转移。此外，在整个操作过程中，耦合器qutrit的较高能量的中间能级不被激发，因此来自qutrit的退相干被极大地抑制。作为一个具体的例子，我们数值证明，高保真传输的两个SPS量子比特到两个CS量子比特的贝尔状态是可以实现的，在当今的电路QED技术。最后，值得注意的是，当耗散可以忽略时，可以通过执行逆操作将n个CS量子比特的纠缠态转移回n个SPS量子比特。这个方案是相当普遍的，并且可以通过使用天然或人造原子来耦合2n个微波或光学腔来完成相同的任务。
Quantum Information Scrambling in a Superconducting Qutrit Processor
量子信息理论提供了一种共同语言，将从宇宙学到凝聚态物理的各个学科联系起来。例如，在强相互作用的多体系统中，量子信息的离域，被称为量子信息扰乱，最近已经开始统一我们对黑洞动力学、奇异非费米液体中的输运以及量子混沌的多体类似物的理解。到目前为止，已验证的加扰实验实现仅处理由两级量子位组成的系统。然而，更高维的量子系统可能表现出不同的加扰模式，并且被预测为使量子信息加扰速率的受限制速度饱和。我们通过实现基于超导量子（三能级量子系统）的量子处理器，迈出了访问此类现象的第一步。我们实现了两个quutrit置乱操作，并将它们嵌入到一个五quutrit隐形传态算法中，以直接测量相关的非时间顺序关联函数。测得的隐形传态保真度Favg = 0.568 +- 0001，证实了即使在存在实验缺陷的情况下也会发生扰码。我们的隐形传态算法，它连接到最近的建议，在实验室中研究可穿越的虫洞，演示了如何量子信息处理技术的基础上，更高的维系统可以利用更大，更连通的状态空间，实现资源有效的编码复杂的量子线路。
Quantum Simulation of Polarized Light-induced Electron Transfer with A Trapped-ion Qutrit System
本研究提出一种基于囚禁离子$3$能级系统（qutrits）的量子模拟方法，通过精确相干控制量子态，高效高保真地模拟了偏振光对分子间电子转移的影响，并分析了量子干涉与潜在误差源。
Quantum Byzantine Agreement with a Single Qutrit
量子力学提供了几种方法来生成和安全地分发适当相关的数字的私有列表，以解决三位拜占庭将军问题。到目前为止，这些方法都是基于三量子单重态、四量子比特纠缠态以及三个或两个成对的量子密钥分发信道。在这里，我们表明，这个问题可以解决使用一个单一的qutrit。该方案与以往的方案相比具有一些优点，并强调了量子数在基本量子信息处理中的特殊作用。
Transferring entangled states of photonic cat-state qubits in circuit QED
提出了一种将两个光子猫态量子比特（cqubit）的量子纠缠态从两个微波腔转移到另外两个微波腔的方法。这一方案是用四个微波谐振腔耦合到一个超导磁通量子阱来实现的。由于采用了四个不同频率的谐振腔，腔间串扰显著降低。由于仅使用一个耦合器qut，电路资源被最小化。纠缠转移只需一步操作，因此该方案非常简单。在态转移过程中，耦合器qutrit的第三能级没有被填充，因此从较高能级的退相干被大大抑制。数值模拟结果表明，利用电流电路QED技术实现两个cqubit纠缠态从两个传输线谐振器到另外两个传输线谐振器的高保真传输是可行的.该方案具有普适性，可以在广泛的物理系统中实现同样的任务，例如四个微波或光学腔，它们耦合到一个自然或人工三能级原子。
Maximally Entangled Two-Qutrit Quantum Information States and De Gua's Theorem for Tetrahedron
研究了可分离纠缠二量子比特和二量子比特量子信息态之间的几何关系。为了刻画两个量子比特态的纠缠，我们建立了约化密度矩阵与纠缠度之间的关系。对于rebit态，发现了并发度的几何意义，即并发度是量子态的两倍面积;对于一般量子位态，并发度用复厄米内积度量的行列式表示，其中约化的密度矩阵与内积度量一致.在一般的二分态情形下，对于约化密度矩阵，我们发现了Pythagoras型关系，其中的共生关系表示为$3\times3$复矩阵的所有$2 \times 2$子式之和.对于最大纠缠的两重态，这个关系就是De Gua定理或三正交四面体区域的勾股定理的三维类比。我们的结果推广到任意两量子态的讨论
Experimental investigation of quantum correlations in a two-qutrit spin system
本文报道了室温下金刚石中单氮空位中心的二夸克自旋系统的量子关联的实验研究。在室温下观察到了两个量子态之间的量子纠缠，并揭示了量子态中纠缠以外的非经典关联的存在.我们的工作展示了NV中心作为多量子系统执行量子信息任务的潜力，为今后研究高维量子系统的基础物理提供了一个强有力的实验平台。
Protecting qutrit-qutrit entanglement by weak measurement and reversal
由于纠缠态在量子信息处理中提供了更广泛的可能性，高维系统中的纠缠态引起了人们极大的兴趣。最近，Sun等人[Phys.Rev.A82，052323（2010）]和Kim等人[Nat.Phys.8，117（2012）]指出弱测量和量子弱测量反转可以积极地对抗退相干。我们将他们的研究从量子比特推广到振幅阻尼退相干下的量子比特。我们发现，当只进行弱的测量反转时，对于某些初始态，量子纠缠可以部分恢复。然而，我们可以完全击败振幅阻尼退相干的任何初始状态的组合的前弱测量和后最佳弱测量反转。文中还讨论了方案的实验可行性。
A cloned qutrit and its utility in information processing tasks
在本文中，我们分析了一个通用的量子克隆机的输出作为一个资源的信息处理任务，如隐形传态和密集编码的功效。为此，我们考虑了$3\otimes 3$维系统（或qutrit系统）。输出状态被发现是NPT状态的某些范围内的机器参数。利用输出态作为纠缠资源，我们还研究了量子隐形传态的最优量子效率和密集编码协议的容量与机器参数的关系，并得到了一些有趣的观察结果。我们的工作主要是出于这样一个事实，即克隆输出可以被用作量子信息处理的资源，并增加了一个有价值的维度克隆机的应用。
Maximal LELM Distinguishability of Qubit and Qutrit Bell States Using Projective and Non-Projective Measurements
许多量子信息协议利用最大纠缠的两粒子态，或贝尔态，其中信息存储在两个粒子之间的相关性中，而不是它们各自的属性。检索以这种方式存储的信息意味着区分不同的贝尔状态，然而众所周知的不去定理确定投影线性演化和局部测量（LELM）检测方案只能可靠地区分四个量子比特贝尔状态中的三个。我们建立最大的qutrit贝尔态的玻色子通过投影LELM测量，只有三个9贝尔态可以区分。接下来，我们扩展到非投影测量的情况。我们通过证明一般的LELM测量不能可靠地区分所有四个量子比特Bell态来加强不通过定理。我们还建立了最多五qutrit贝尔态可以区分与广义LELM测量。
Quantum Key Distribution with Qubits Encoded in Qutrit
提出了一种新的基于三维量子态的单向量子密钥分发协议。量子位保存了必须在合法用户之间共享的经典位信息。Alice发送这样一个qutrit给Bob，Bob在那里解码其中一个qubit，并沿着随机泡利基测量它。该方案比标准BB84协议在更长的传输距离上具有更高的安全密钥速率。
Improving the precision of multiparameter estimation in the teleportation of qutrit under amplitude damping noise
自量子隐形传态被发现以来，它一直致力于将未知的量子态从一方传送到另一方。然而，在遥感场景中，人们真正关心的是某些参数所携带的信息。研究了振幅阻尼噪声下量子隐形传态的多参数估计问题。特别地，提出了利用弱测量（WM）和环境辅助测量（EAM）来对抗AD噪声并提高多参数估计精度的两种方案。对于编码在量子态中的两相参量，可以得到量子费舍尔信息矩阵（Qk）的解析表达式。结果表明，EAM方案在提高独立估计精度和联合估计精度方面均优于WM方案。值得注意的是，EAM方案可以完全保证估计精度免受AD噪声的污染。其原因应归因于在AD噪声之后进行EAM的事实。因此，它从系统和环境中提取信息。研究结果表明，WM和EAM技术有助于远程量子传感，并可以推广到其他基于量子的量子信息任务下AD退相干。
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。
Evolution Of Entanglement In Groverian Search Algorithm: Two-Qutrit System
纠缠在量子过程中起着至关重要的作用，特别是那些与量子信息和计算有关的量子过程。本文给出了一个由Grover搜索算法的成功率定义的二组分系统纠缠度的解析表达式，计算结果与传统的基于熵的纠缠度符合得很好。Qutrit系统是特别感兴趣的，因为希尔伯特空间维数（对于给定数量的Qutits-d维系统）是最佳的d=3，这可能是在提高计算能力的意义。
Stationary state entanglement and total correlation of two qubits or qutrits
研究了在集体退相影响下两个局域驱动量子比特定态的互信息和纠缠。结果表明，在定态下，两个量子比特的互信息和纠缠都随局域外驱动场作用时间$γ{T}$的变化而呈现阻尼振荡.这意味着我们可以通过调节驱动场的作用时间来同时控制两个量子比特定态的纠缠和总关联。我们还考虑了集体退相对量子纠缠的影响，得到了定态纠缠的充分条件。
Preparation of a Stable and Maximally Entangled State of Two Distant Qutrits Trapped in Separate Cavities
我们提出了一个简单的方案，使两个被困在不同光学腔中的遥远量子纠缠在一起。每个qutrit的量子信息被巧妙地编码在一对原子的简并基态上，因此它们之间的纠缠相对稳定，不受自发发射的影响。在Lamb-Dicke极限中，不需要符合探测，这将放宽实验实现的条件。该方案对无效检测具有较好的鲁棒性。
Bi-directional mapping between polarization and spatially encoded photonic qutrits
近年来，人们提出了各种形式的三能级量子系统Qutrits用于量子信息处理。利用本文提出的方法，可以将一个由两个光子在同一时空模式下的偏振态编码的双光子量子态映射到一个空间模式下的单光子量子态。如果我们还能实现到偏振空间的逆映射，就可以在这样的双光子量子点上进行任意幺正运算。在本文提出的两种方案中，仅基于线性光学的方案实现了任意的U（3）运算，成功概率很小。但是，如果加入弱非线性，则可以大大提高成功概率。这些方案在目前的实验技术条件下是可行的。
Single photonic qutrit in a collective Rydberg polariton
本文在 Rydberg 系综中利用电磁诱导透明、微波耦合和 Ramsey 干涉测量实现微秒级单光子 qutrit 的相干制备、操控与读出。
Trade off-Free Entanglement Stabilization in a Superconducting Qutrit-Qubit System
量子库工程是一个强有力的框架，自主量子态制备和纠错。然而，油藏工程的传统方法受到目标状态不可避免的相干泄漏的阻碍，这在可实现的稳态保真度和稳定率之间施加了固有的权衡。在这项工作中，我们展示了一个协议，实现贸易关闭自由贝尔态稳定的qutrit-qubit系统上实现的电路QED平台。我们实现这一点，通过创建一个纯粹的耗散通道的人口转移到目标状态，介导的强参数相互作用耦合的第二个激发态的超导transmon和工程浴谐振器。我们的方案实现了84%的状态准备保真度与稳定时间常数为339 ns，导致最低的错误时间产品报告的固态量子信息平台的日期。
Qutrit randomized benchmarking
三进制量子处理器提供了优于传统量子比特技术的显著计算优势，利用了量子比特（三层系统）中的量子信息的编码和处理。为了评估和比较这种新兴量子硬件的性能，必须有适用于高维希尔伯特空间的鲁棒基准测试方法。我们展示了扩展的行业标准的随机基准（RB）协议，开发和广泛使用的量子位，适用于三进制量子逻辑。使用超导五象限处理器，我们发现一个单象限门失真低至$2.38 \times 10^{-3}$。通过交错RB，我们发现，这种quutrit门误差在很大程度上是由本地（量子位类）门保真度的限制，并采用同步RB充分表征串扰误差。最后，我们将循环基准测试应用于一个二阶CSUM门，并获得了$0.82$的二阶工艺保真度。我们的研究结果表明，基于RB的工具，以表征获得的整体性能的QUTRIT处理器，和一般的方法来诊断控制错误，在未来的QUTIT硬件。
Triggered qutrits for Quantum Communication protocols
量子信息和通信中的通用协议通常依赖于产生、传输和重构q单位的能力。在这封信中，我们展示了第一次在实验上实现这三个基本步骤的纯态在三维空间中，通过轨道角动量的光子。用层析技术和最大似然估计方法重建了quutrit。通过这种方式，我们还证明了我们可以在三维空间中执行任何变换。
Security of Quantum Key Distribution with Entangled Qutrits
量子密码学和量子非局域性的研究传统上是基于二能级量子系统（量子比特）。在本文中，我们考虑一个推广的埃克特的加密协议[埃克特]量子比特取代qutrits。该协议的安全性与非局部性有关，类似于Ekert协议。为了研究其鲁棒性对最佳的个人攻击，我们得出的信息，潜在的窃听者应用克隆为基础的攻击。
The power of qutrits for non-adaptive measurement-based quantum computing
本研究将非自适应测量型量子计算（NMQC）从量子比特扩展到qutrit，证明量子关联可用最多$3^n-1$个qutrit计算所有三元函数，并给出高效示例及反例，展示了qutrit在NMQC中的优势与局限。
Check-based generation of one-time tables using qutrits
一次性表是一类双方相关性，可以帮助实现信息理论上安全的双方（交互式）经典或量子计算。在这项工作中，我们提出了一个二分量子协议生成一个简单的类型的一次性表（在Popescu-Rohrlich非定域盒的相关性）与部分安全。然后，我们表明，通过运行第一个协议的许多实例，并对其中一些进行检查，可以实现渐近信息理论上安全的一次性表的生成。第一个协议是从一个半诚实的量子不经意传输协议，与一些变化，使没有纠缠态需要准备，和通信只涉及一个qutrit在每个方向。我们表明，在第一个协议中的一些信息权衡是类似的半诚实的不经意传输协议。从半诚实量子不经意传输协议中的猜测概率的一个不等式出发，得到了某些生成一次表协议中的猜测概率的两类不等式.
Resonator-qutrits quantum battery
本文提出由多模谐振器和超导transmon三能级系统组成的量子电池模型，发现退相位噪声与能隙调控可实现高效充电与稳定储能，为超导电路平台实现多体量子电池提供了途径。
Hybrid controlled-SUM gate with one superconducting qutrit and one cat-state qutrit and application in hybrid entangled state preparation
与量子比特相比，量子比特（即，$d$级或$d$状态量子系统）提供更大的Hilbert空间来存储和处理信息。另一方面，基于qudit的混合量子计算通常需要执行具有性质或编码格式不同的qudit的混合量子门。在这项工作中，我们考虑qutrit的情况下，即，对于具有$d$ =3的qudit的情况。我们提出了一种简单的方法来实现一个超导量子阱和一个猫态量子阱的混合量子控制和门。这个门加上单qutrit门形成了一组通用的三进制逻辑门，用于使用qutrit的量子计算。我们的建议是基于电路QED和操作基本上通过采用SC quantum（四能级量子系统）色散耦合到微波腔。门的实现非常简单，因为它只需要一个基本的操作。既不需要经典脉冲，也不需要测量。SC量子阱的辅助高能级在门操作期间实际上被激发，因此从该能级的退相干被极大地抑制。作为该门的一个应用，我们讨论了一个SC量子态和一个猫量子态的混合最大纠缠态的产生。我们进一步分析了在电路量子电动力学中产生这种混合纠缠态的实验可行性。该方案具有很强的普适性，可以推广到更广泛的物理系统中，如自然或人造的四能级原子与光腔或微波腔的耦合。
Realization of two-qutrit quantum algorithms on a programmable superconducting processor
使用量子三能级系统或量子位作为基本单元处理量子信息是当代基于量子位的架构的替代方案，具有提供显著计算优势的潜力。我们利用两个transmons的第三能量本征态演示了一个完全可编程的二quutrit量子处理器。我们开发了一个参数耦合器，以实现良好的连通性，在九维希尔伯特空间，使有效的实现两个qutrit门。我们通过实现几个算法，如Deutsch-Jozsa，Bernstein-Vazirani和Grover的搜索来描述我们的处理器。我们的高效无附属协议使我们能够表明，两个阶段的格罗弗的放大可以提高成功率的非结构化搜索与量子优势。我们的研究结果为使用transmons作为通用量子计算机的构建块来构建完全可编程的三元量子处理器铺平了道路。
Experimental observation of entropic-singularity-induced nonadditive quantum communication in a qutrit platypus channel
研究通过实验观察在夸克三态鸭嘴兽通道中熵-奇点诱导的非加性量子通信，利用光子平台制备六维光子纠缠，直接测量鸭嘴兽通道、量子比特振幅阻尼通道及其联合使用时的相干信息，揭示了非加性的违反。
Photonic qubits, qutrits and ququads accurately prepared and delivered on demand
量子系统中信息的可靠编码对于量子信息处理或通信的所有方法都是至关重要的。这特别适用于线性光学量子计算（LOQC）中使用的光子，只要确定性的单光子发射和制备可用，该光子是可扩展的。在这里，我们表明，窄带光子确定性地从原子腔系统发射满足这些要求。在他们的500纳秒的相干时间内，我们展示了一个细分为d的各种幅度和相位的时间仓，我们使用的编码任意qu-d-its。后者是确定性地完成的，对于量子比特具有>95%的保真度，使用新开发的时间分辨量子零差方法进行验证。
The Gell-Mann feature map of qutrits and its applications in classification tasks
本文提出用于qutrit的Gell-Mann特征映射，在8维Hilbert空间编码数据，并通过分类实验对比qubit与经典模型，评估低深度qutrit量子电路的性能与局限。
Spatially correlated photonic qutrit pairs using pump beam modulation technique
高维量子系统在量子信息、计算和通信中有着非常重要的作用。虽然光子的偏振自由度是许多研究的常见选择，但它仅限于两个正交状态，因此用于操作的量子位。在本文中，我们从理论上模拟以及实验验证了一种新的方案，近似光子qutrits通过调制泵浦光在一个自发的参量下转换过程中使用三狭缝光圈。新兴的双光子场的行为像qutrits和被发现是高度相关的空间自由度，并有效地表示空间相关的qutrits与皮尔逊系数高达0.9。原则上，该系统为我们提供了一个可扩展的体系结构，用于生成和实验更高维的相关量子。
Information-theoretic Bell inequalities based on Tsallis entropy
利用信息论距离数值研究了纠缠量子对的熵贝尔不等式。我们表明，这类不等式Tsallis熵是更合适的比香农，因为它揭示了非经典的一个更大的一组量子态。最后，我们发现，像基于概率的不等式，熵的最大程度地违反了非最大纠缠qutrit状态。
Qutrit-Native Spatial-Orbital Encoding for Resource-Efficient Quantum Chemistry Simulation
本研究提出qutrit原生空间轨道编码，构建对应模拟框架，在H₂、LiH、H₂O测试中降低量子资源需求，提升能量计算精度，为qudit原生量子算法设计提供起点。
Quantum error-correcting code for ternary logic
三进制量子系统正在研究中，因为这些系统提供了更多的计算状态空间每单位信息，称为qutrit。一个四元组有三个基本状态，因此一个量子位可以被认为是一个四元组的特殊情况，其中一个基本状态的系数为零。因此，$(2 \times 2)$维和$(3 \times 3)$维的泡利误差都可能发生在qutrits上。在本文中，我们（i）探讨了量子中可能存在的$(2 \times 2)$维和$(3 \times 3)$维Pauli误差，并证明了任何成对比特交换误差都可以表示为移位误差和相位误差的线性组合，（ii）提出了一种称为量子叠加误差的新误差类型，并证明了它与任意旋转的等价性，（iii）构造一种能纠正四元组中单个错误的九元组码，（iv）给出其稳定器和电路实现。
Quantum teleportation of a qutrit state via a hypergraph state in a noisy environment
针对噪声环境下的三量子位态传输，提出以共享三量子位超图态为信道的隐形传态协议，并分析五类超图态在六种噪声下的保真度。
Quantum Synchronizing Words: Resetting and Preparing Qutrit States
本研究将经典自动机的同步字概念扩展到量子信息领域，证明仅需两个量子信道即可逼近重置任意三量子比特状态并制备纯实三量子比特状态，为构建最小通用量子门集合提供了量子对应机制。
Multi-Bloch Vector Representation of the Qutrit
布洛赫矢量提供了直接通过测量结果的平均值来描述量子态的能力。对于一个信息完备的测量集，我们可以为任何量子态构造唯一的布洛赫矢量。然而，不是每个布洛赫矢量都对应于一个量子态。似乎只有在二维量子系统中才容易区分正确的布洛赫矢量和不正确的布洛赫矢量，即区分对应于量子态的布洛赫矢量和对应于其它量子态的布洛赫矢量。我提出了一种替代方法的问题，其中使用一个以上的向量。特别是，我表明，一个状态的qutrit可以描述的三个量子比特样布洛赫矢量。
Information Geometry of Four-Parameter Single-Qutrit States: From Quantum to Semiclassical Geometric Tensors
本研究针对四参数单量子比特态，推导了经典与量子Fisher信息矩阵及半经典几何张量的闭式表达式，揭示了测量在投影极限下恢复量子几何信息，并量化了测量导致的几何信息损失。
Quantum Entanglement transfer between spin-pairs
研究了海森堡相互作用$ H=\vec s_{1} \cdot \vec s_{2}$中纠缠从源粒子（SP）到目标粒子（TP）的转移.在我们的研究中，TP是两个量子比特，SP是两个量子比特或量子比特。当TP是两个量子比特时，我们发现无论TP是在什么状态下制备的，在特定的时刻$t=π$，TP与处于最大纠缠态的SP相互作用后，TP的纠缠度都可以达到1。当TP是两个量子态时，我们发现TP相互作用后的最大纠缠与TP的初态有关，并且对几乎所有的TP初态都不能达到1。但我们讨论了一种迭代操作，它可以使TP达到最大纠缠态。
Quantitative bound entanglement in two-qutrit states
在量子关联的诸多方面中，束缚纠缠一直是最神秘的现象之一，尽管它在量子信息的早期就被发现了。即使是它的检测已被证明是困难的，更不用说其精确的定量表征。在这篇工作中，我们提出了一个两参数族的高度对称的两个quutrit混合态的纠缠的精确量化，其中包含了相当大的一部分束缚纠缠态。我们通过明确计算线性熵的凸屋顶扩展以及家庭内每个状态的并发来实现这一点。我们的研究结果提供了一个基准，为未来的定量研究在高维系统中的两体纠缠。
Fast entanglement detection for unknown states of two spatial qutrits
我们研究了Maciel等人提出的方法的实用性。80，032325（2009）]，用于检测两个空间量子（3维量子系统）的纠缠，其被编码在通过多狭缝孔径传输的单个光子的离散横向动量中。该方法是基于通过投影测量获取量子态的部分信息，并用半定态程序进行数据处理分析。这种分析依赖于逐渐产生一个最佳的纠缠见证算子，数值研究表明，它允许的纠缠检测的未知状态的成本远低于全态层析。
Optimal reconstruction of states in qutrits system
基于相互无偏测量，给出了多量子态的最优层析方案。由于基于相互无偏状态的状态重构过程是无信息浪费的，我们称我们的方案为最优方案。所谓最优，是指对于四元系统的状态，在这种层析方案中所需的条件运算的数目达到最小。将特别注意如何实现这些不同的相互无偏的测量，也就是说，如何分解连接每个相互无偏的基础与标准计算基础的每个变换。结果发现，所有这些变换可以分解成几个基本的可实现的单和二quutrit酉操作。对于三重态系统，存在五种不同的无偏基结构，它们具有不同的纠缠特性，因此我们引入了物理复杂度的概念，以最小化在这五种不同结构上所需的非定域操作的数量.该方案有助于实验科学家实现对Qutrit系统中量子态的最经济重建。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。