Which verification qubits perform best for secure communication in noisy channel?
在安全量子通信协议中，使用2个或更多个相互无偏的基或特定形式的$n$ -量子位（$n\geq2$）纠缠态的集合制备的单个量子位的集合通常用于形成验证串，该验证串随后用于检测窃听的痕迹。形成验证串的量子位被称为诱饵量子位，并且存在可以用作诱饵量子位的大量不同量子态。在没有噪声的情况下，任何诱饵量子比特的选择都提供了同等的安全性。在本文中，我们研究了噪声环境（例如，在振幅阻尼、相位阻尼、集体失相和集体旋转噪声信道中），通过比较使用单量子比特态作为诱饵量子比特的诱饵量子比特辅助安全量子通信方案和使用纠缠态作为诱饵量子比特的方案，来分析和比较两种方案的优缺点。我们的研究表明，单量子比特辅助方案在某些噪声环境中表现得更好，而一些纠缠量子比特辅助方案在其他噪声环境中表现得更好。具体而言，单量子比特辅助方案在振幅阻尼和相位阻尼噪声信道中表现更好，而一些基于Bell态的诱饵方案在集体噪声存在下表现更好。因此，如果通信信道中存在的噪声的种类（即，信道的特性）是已知的或可测量的，那么本研究可以提供通过该信道实现安全量子通信方案所需的诱饵量子比特的最佳选择。
2015-08-21 quant-ph
Quantum reverse-engineering and reference frame alignment without non-local correlations
未知量子比特基本门的估计和参考系的对准在形式上是相同的问题。使用量子态的$N$量子比特，我们表明，这两个问题的理论精度限制，这表现为$1/N^{2}$，可以渐近地达到协变协议，利用量子相关的内部自由度，而不是更脆弱的纠缠之间的遥远的各方。这将实现密集协变编码协议的精度所需的量子比特数量减少了一半。
2004-05-18 quant-ph
Optimizing classical communication in remote preparation of a general pure qubit
如何利用共享纠缠和前向经典通信远程制备任意态（混合态或纯态）一直是量子信息科学家们感兴趣的研究课题。Berry给出了一个构造性的方案，用于远程制备具有纯纠缠态和有限经典通信的一般纯态。基于此方案，对于高维系统，可以使用目标状态的编码来优化经典通信成本。不幸的是，对于低维系统，如纯量子位，编码方法是不适用的。由于量子比特在量子信息理论中起着核心的作用，我们提出了一种优化方法，可以用来最小化远程制备一般纯量子比特的经典通信成本。有趣的是，我们的优化过程是联系在一起的$N$点上的布洛赫球，这提供了一个几何描述的均匀排列。
2014-05-21 quant-ph
Deterministic remote preparation of an arbitrary qubit state using a partially entangled state and finite classical communication
提出了一种确定性远程态制备（RSP）方案，利用部分纠缠态和有限经典通信来制备任意量子比特（包括纯量子比特和混合量子比特）.据我们所知，我们的计划是第一个符合这一类别的RSP计划。Berry提出的另一个RSP方案具有相似的特征，但只能用于制备任意的纯量子位。即便如此，我们的方案在同等条件下每个准备好的量子比特节省了大约1比特的经典通信。当使用最大纠缠态时，我们方案的经典通信是2比特，这与Lo关于资源成本的猜想一致。此外，爱丽丝可以在我们的RSP方案和标准的隐形传态方案之间切换，而不需要让鲍勃知道，这使得量子信道多用途。
2016-04-29 quant-ph
Analysis of Quantum Correlation in Successive Spin Measurements, Classical Communication of Spin $S$ Singlet States and Quantum Nonlocality of two Qubit Entangled States
本论文主要研究了三个方面的内容：1-对所有包含自旋测量的$s$的双自旋$s$单重态关联的经典模拟，2-连续单自旋测量中的量子关联，3-基于Cabello非定域性论证的几乎所有双量子比特纠缠态的无不等式非定域性。
2008-07-04 quant-ph
Reply to the comment on "Stochastic local operations and classical communication invariant and the residual entanglement for n qubits"
我们已经审查了[3]中的评论，发布在arXiv.org上，关于我们最近在[1]中的工作。我们在本文中对这一评论作出了回应。
2008-02-15 quant-ph
An Analysis of Mutual Communication between Qubits by Capacitive Coupling
研究了电容耦合的两量子比特系统的量子力学行为。我们发现，这种相互作用基本上与偶极-偶极相互作用的相互作用相同;即，NMR量子门的量子位-量子位耦合。因此，如果耦合足够小，则可以通过与NMR设备相同的操作序列来构造量子门。该结果提供了一个信息的努力，开发的设备，假设量子位之间的电容耦合。
2003-04-08 quant-ph
Efficient classical-communication-assisted local simulation of n-qubit GHZ correlations
我们提出了一个局部隐变量模型补充经典通信，再现量子力学预测的测量的所有产品的泡利运营商的n-量子位GHZ状态（或“猫状态”）。模拟是有效的，因为所需的通信量与量子比特的数量成线性比例，即使这些状态存在Bell型不等式，其中违规量随n呈指数增长。我们的模型的结构产生洞察Gottesman-Knill定理证明，至少在这种有限的情况下，在一组由稳定器生成器表示的非局部隐变量的相关性被捕获的一组适当的本地隐变量增加了n-2位的经典通信。
2004-07-16 quant-ph
Reply to Marinatto's comment on "Bell's theorem without inequalities and without alignments"
Marinatto声称，在贝尔定理的证明中，没有不等式和对齐[A。Cabello，Phys. Rev. Lett. 91，230403（2003）]，局部可观测量不能通过对单个量子比特的测试来测量。Marinatto的说法是不正确的。为了支持这一点，证明被明确地重写为对单个量子比特的测试。
2004-09-27 quant-ph
Classification of general n-qubit states under stochastic local operations and classical communication in terms of the rank of coefficient matrix
我们解决了一般n比特量子态在随机局域操作和经典通信（SLOCC）下的纠缠分类问题。对于通过局域操作连接的两个任意纯n比特态，我们建立了与态相关的两个系数矩阵之间的方程。系数矩阵的秩在SLOCC下保持不变，并产生了一种简单的方法，将n个量子比特的所有纯态划分为不同的纠缠类家族，如这里所示。当应用于对称态时，这种方法揭示了所有的Dicke态|l，n>，其中l= l，.，[n/2]在SLOCC下不等同。
2012-05-04 quant-ph
Communication of partial ignorance with qubits
我们介绍了一类通信测试的任务是通过一个物理系统的通信部分无知。我们提出了一个完整的表征，这些测试的实施中的量子位的情况下，量子位的部分结果。一个特殊的观察是，具有相同操作维度的两个物理系统可能在这些任务的实现方面有所不同，如量子位和rebit的情况所示。最后，我们考虑的自然问题是否有些通信测试比别人更难。本文提出了一种新的预序，我们称之为超弱矩阵优序，以一种理论独立的方式回答了这个问题。
2019-03-20 quant-ph
Improved protocols of secure quantum communication using W states
最近，Hwang等人[Eur.物理学博士61，785（2011）]和Yuan等人[Int. J. Theo. Phys.50，2403（2011）]已经提出了两种分别使用3-qubit和4-qubit对称W态的安全量子通信的有效协议。这两个基于密集编码的协议是一般化的，其效率有很大的提高。给出了确定性安全量子通信（DSQC）和量子安全直接通信（QSDC）协议的量子比特效率的简单界，证明了密集编码对于设计最大效率的DSQC和QSDC协议不是必需的.这一事实被用来设计使用3-qubit和4-qubit W态的DSQC和QSDC的最大效率协议。
2012-04-20 quant-ph
Secure direct communication using entanglement
提出了一种基于纠缠量子比特对的新型通信协议，允许从一方到另一方的安全直接通信，而不需要共享密钥。由于信息是以确定性的方式传输的，因此不必丢弃量子位，并且每个量子位都携带消息信息。提供了针对主动和被动窃听攻击的传输的安全性。主动攻击的检测率至少为25%。该协议的量子效率为每传输一个量子比特1比特。
2002-03-15 quant-ph
Stochastic local operations and classical communication equations and classification of even $n$ qubits
对于任何偶数$n$量子位，我们建立四个SLOCC方程，并构造四个$2^{n/2}$次数的SLOCC多项式（不完全），可以用于任何偶数$n$量子位的SLOCC分类（不完全）。根据SLOCC方程，我们提出了偶$n$量子比特的几种不同的真纠缠态，并通过多项式的消或不消证明了它们在SLOCC下与$|GHZ>$，$|W>$，或$|l,n>$（具有$l$激发的对称Dicke态）是不等价的.多项式的绝对值可以被认为是纠缠度量。
2011-06-17 quant-ph
Resource requirements for efficient quantum communication using all-photonic graph states generated from a few matter qubits
量子通信技术在从保密信息的安全传输到分布式量子计算等应用领域显示出巨大的潜力。由于光纤损耗，长距离量子通信需要使用量子中继器，对于量子中继器，存在基于量子存储器的方案和全光子方案。虽然基于从线性光学器件生成的图形状态的全光子方法避免了与存储器相关联的相干时间问题，但它们的性能优于无中继器协议，只是以资源开销过大为代价。在这里，我们考虑使用物质量子比特来产生光子图状态，并详细分析了资源和性能之间的权衡，其特征在于每个物质量子比特可实现的密钥速率。我们表明，物质量子位之间的快速双量子位纠缠门和高光子收集和检测效率是全光子协议优于无中继器和基于存储器的方案所需的主要成分。
2021-02-11 quant-ph
Deterministic Secure Direct Communication Using Ping-pong protocol without public channel
基于EPR量子比特对，并允许渐近安全的密钥分配，提出了一个安全通信协议。Bob将EPR对量子比特中的任一个发送给Alice。爱丽丝接收旅行量子比特。然后，她可以通过对这个旅行量子比特的局部幺正操作来编码经典信息。爱丽丝将量子比特发送回鲍勃。Bob通过对Bell算符基的两个光子进行测量，可以得到Alice的信息。如果伊芙排队，她就不能访问鲍勃的家乡量子位。她的所有操作都只限于旅行量子位。为了找出爱丽丝执行的操作，夏娃的操作必须包括测量。EPR对量子比特被破坏。Bob在Bell算符基础上对两个光子的测量可以帮助他判断Eve是否存在。在这个协议中，公共信道是不必要的。
2003-01-13 quant-ph
Secure communication with single-photon two-qubit states
我们提出了一种确定性的加密方案：爱丽丝向鲍勃发送单个光子，检测到的每个光子都提供一个密钥位--没有光子被浪费。这与其他方案形成鲜明对比，在其他方案中，随机过程决定发送的下一个光子是否有助于密钥。决定论是通过准备两个量子比特状态的光子来实现的，而不是传统方案中使用的一个量子比特状态。特别是，我们考虑的现实情况，其中一个量子比特是光子偏振，其他的空间替代。此外，我们展示了如何利用直接安全通信的确定性，即：不需要首先建立一个共享密钥。
2002-07-23 quant-ph
Efficient decoding of stabilizer code by single-qubit local operations and classical communication
本研究构建了仅用单量子比特局部操作和经典通信（LOCC）提取稳定子码中分布式单量子比特信息的多项式时间协议，将其应用于量子信息拆分任务并设计分层访问结构，为分布式量子信息处理提供基础工具。
2024-11-27 quant-ph
Direct quantum communication without actual transmission of the message qubits
最近Salih \emph{et al.}{[} Phys. Rev. Lett提出了一种基于正交态的直接量子通信协议，该协议无需粒子的实际传输。\textbf{110}（2013）170502{]}使用链式量子芝诺效应。由于Vaidman {[}arXiv：1304.6689（2013）{]}批评了粒子不传输的主张，Salih \emph{et al.}的条件（主张）在这里被削弱到允许粒子传输的程度，但是不允许消息量子比特（在其上编码秘密信息的量子比特）的传输。保持在这个较弱的条件下，它表明，存在一个大类的量子态，可以用来实现一个基于正交态的协议的安全直接量子通信使用纠缠交换，其中的实际传输的消息量子比特是不需要的。协议的安全性来源于一夫一妻制的纠缠。由于该协议不需要使用共轭编码，因此其安全性与协议的不可交换性无关。
2013-07-23 quant-ph
Optimal Binary Codes and Measurements for Classical Communication over Qubit Channels
我们提出了在一般噪声量子比特量子信道上优化二进制经典通信的构造性方法，包括错误概率和经典容量泛函。在表明最佳测量总是与正交投影相关联之后，我们通过相干向量表示构造了可实现的转移概率的参数化。然后，我们能够以一种可以通过标准，高效的数值算法解决的形式重写问题，并提供对解决方案形式的见解。
2014-01-08 quant-ph
Stochastic local operations and classical communication properties of the n-qubit symmetric Dicke states
最近，描述了几种用于实验创建Dicke态的方案。本文证明了所有具有$l$的$n$ -量子比特对称Dicke态（$2\leq l\leq (n-2)$）激发不等价于SLOCC下的$% |GHZ>$态或$|W>$态，具有$n/2$激发的偶$n$ % -量子比特对称Dicke态不等价于SLOCC下的任何具有$l\neq n/2$激发的偶$n$ -量子比特对称Dicke态，所有具有$l$（$2\leq l\leq (n-2)$）激发的$n$ -量子比特对称Dicke态满足Coffman，Kundu和Wootters的广义一夫一妻不等式$C_{12}^{2}+...+C_{1n}^{2}<C_{1(2...n)}^{2}<1$ .
2009-10-28 quant-ph
Classical communication and entanglement cost in preparing a class of multi-qubit states
最近，几种类似的方案[J.Opt.B4（2002）380; Phys.Lett. A 316（2003）159; Phys. Lett. A 355（2006）285; Phys. Lett. A 336（2005）317]提出了一种远程制备一类多比特态（即$α|0 ... 0>+β|1... 1>$）的方法。在本文中，通过应用受控非（CNOT）门，一个新的简单的协议，提出了远程准备这类状态。与以往的协议相比，该协议的经典通信开销和所需的量子纠缠都有显著的降低。此外，我们的协议中识别某些量子态的难度也降低了。因此，我们的协议更经济和可行。
2007-08-19 quant-ph
Entanglement and communication-reducing properties of noisy N-qubit states
我们考虑许多量子比特的状态的性质，这些状态是在通过各种噪声信道（白噪声、有色噪声、局部去极化、去相位和振幅阻尼）发送某些纠缠态后产生的。研究了这些状态的纠缠及其违反某些类型的贝尔不等式的能力。违反它们的状态允许比经典的效率更高的解决相关的分布式计算任务与约束通信。这是这种状态的直接属性-不需要通过随机本地操作和经典通信（如纠缠纯化或蒸馏程序）对其进行进一步修改。我们确定了新的家庭的多粒子纠缠状态，但仍然允许本地现实的描述特定的贝尔实验。对于其中的一些量子，即使在无限多个量子比特的极限下，纠缠和违反贝尔不等式的临界值之间的“间隙”仍然是有限的。
2010-01-19 quant-ph
Minimal classical communication and measurement complexity for quantum information splitting of a two qubit state
分别通过五粒子团簇和布朗态，给出了实量子态和赤道量子态的量子信息分裂的显式方案.所介绍的方案既不是完全确定性的，也不是完全概率性的，并且在要共享的信息部分或完全为发送者所知的情况下进行。我们表明，QIS可以完成只有两个经典位，对四个经典位，当信息是未知的发送者。
2008-04-26 quant-ph
Dynamical decoupling with tailored waveplates for long distance communication using polarization qubits
利用动态解耦的方法研究了飞行偏振量子比特在光纤中传输时的退相效应。控制脉冲用沿单模光纤的实际长度适当放置的半波片来实现。有限宽度的波片上的偏振旋转的影响进行了建模，使用定制的折射率分布内的波片。我们表明，动态解耦是有效的，在保持输入量子比特状态的保真度接近1时，偏振量子比特受到随机双折射噪声在光纤中，以及由于有限的波片宽度的旋转缺陷（翻转角误差）。
2013-11-15 quant-ph
Unbounded Communication Power of a Qubit
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学前沿科学技术研究院）；International Iberian Nanotechnology Laboratory（国际伊比利亚纳米技术实验室）；Department of Physics, Shiv Nadar Institution of Eminence（锡夫纳达尔卓越学院物理系）
研究探讨单个量子比特在多次解码后仍能保持信息访问的能力，通过引入发送端的制备区分度与接收端的测量不相容性，揭示了量子优势可无限延续的通信特性。
2026-05-15 quant-ph
Efficient Deterministic Secure Quantum Communication protocols using multipartite entangled states
提出了两个确定性安全量子通信协议，分别采用三比特类GHZ态和五比特布朗态作为量子信道，利用多体隐形传态方案实现了以二比特和三比特为单位的信息安全传输.在这些方案中，发送方选择量子信道和测量基的能力导致协议的量子比特效率的提高。
2017-03-25 quant-ph
The minimal communication cost for simulating entangled qubits
本文分析了重现一般纠缠量子比特对局部投影测量统计所需的经典通信量，提出仅需一个经典三进制位即可完美模拟所有纠缠对，并证明在纠缠度趋近于零时通信代价严格小于最大纠缠情况。
2023-10-11 quant-ph
Can Quantum discord increase in a quantum communication task?
未知量子态的量子隐形传态是少数没有经典对应物的通信任务之一。隐形传态的目的通常是将一个未知的量子态传送给接收者。但是，有没有可能在某种程度上，接收者的状态比发送者的状态具有更多的量子不和谐？我们看一个场景，其中Alice和Bob共享纯量子态，而Alice具有未知的量子态。她对自己的量子比特和通道进行联合测量，以使鲍勃的量子比特处于比她的量子不和谐更高的混合态。在这种情况下，我们还观察到一个有趣的特征，当Alice的量子比特的量子不和谐增加时，Bob准备的量子比特的量子不和谐减少。此外，我们还证明了使用Bob的量子比特作为信道的单量子比特量子隐形传态的保真度比使用Alice的量子比特的高。
2018-08-13 quant-ph
Optimal classical-communication-assisted local model of n-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger correlations
我们提出了一个模型，由爱因斯坦，波多尔斯基和罗森提出的现实标准的动机，并辅以经典通信，它正确地再现了量子力学预测的测量的所有产品的泡利运营商的n-量子比特GHZ状态（或“猫状态”）。我们的模型所采用的n-2位被证明是最佳的允许的测量集，表明所需的通信开销与n成线性比例。我们制定了我们的模型和稳定器的形式主义，这使我们猜测，这种方法的推广将揭示的内容Gottesman-Knill定理的本地值的生成之间的连接。
2005-05-26 quant-ph
The communication power of a noisy qubit
针对噪声破纠缠量子比特信道能否被噪声比特信道替代传输经典消息的问题，通过设计类似蒙提霍尔问题的游戏，证明经典策略无法确保避开炸弹，而量子NOT信道策略可确定性避弹并以非零概率获奖，揭示其不可替代性。
2025-02-13 quant-ph
A comparative study of protocols for secure quantum communication under noisy environment: single-qubit-based protocols versus entangled-state-based protocols
研究了噪声对各种量子保密通信协议的影响。具体地，我们研究了振幅阻尼、相位阻尼、压缩广义振幅阻尼、Pauli型以及各种集体噪声模型对量子密钥分发、量子密钥协商、量子安全直接量子通信和量子对话协议的影响。从每种类型的安全量子通信协议中，我们选择了两种协议进行比较研究;一种基于单量子比特态，另一种基于纠缠态。本文的比较研究表明，基于单量子比特的方案通常在振幅阻尼、相位阻尼、压缩广义振幅阻尼噪声的存在下表现更好，而基于纠缠的方案在集体噪声的存在下表现更好。我们还观察到，噪声的影响完全取决于量子通信方案中所涉及的量子通信的轮数。此外，可以观察到，压缩，在压缩广义振幅通道中存在的完全量子力学资源，可以以有益的方式使用，因为与相应的零压缩情况相比，它可以产生更高的保真度。
2016-03-01 quant-ph
Optimal entangling operations between deterministic blocks of qubits encoded into single photons
在这里，我们数值模拟轨道编码的光子之间的概率基本纠缠操作的可扩展的通用量子计算或通信的目的。我们建议将逻辑量子比特分组为单光子块，其中单量子比特旋转和CNOT门是完全确定性的并且易于实现。然后通过所述概率纠缠操作允许块间通信。我们发现一个有前途的趋势，成功的块间通信的概率增加，因为我们增加了我们的基本纠缠操作操作的光学模式的数量。
2018-01-16 quant-ph
Signifying quantum benchmarks for qubit teleportation and secure communication using Einstein-Podolsky-Rosen steering inequalities
光子量子比特从Alice到Bob的量子隐形传态的演示通常依赖于在Bob位置处检测到的数据。我表明，玻姆的爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）悖论可以用来验证量子比特隐形传态的量子基准已经达到，没有后选择。这对于对发电站处的损耗不敏感的场景是可能的，并且对于远距传送过程具有$η_{B}>1/3$的效率。如果示出Bob可以{}“操纵”Alice的由Charlie存储的量子位的记录，则获得基准。如果假设查理和爱丽丝是可信的检测器，那么涉及$m$测量设置的EPR操纵不等式也可以用于确认量子隐形传态，以获得效率$η_{B}>1/m$。使用一夫一妻制的证明，我表明，两个设置EPR转向不等式可以表示量子比特状态的安全隐形传态。
2014-02-18 quant-ph
Femtosecond Time-Bin Entangled Qubits for Quantum Communication
利用超短抽运脉冲在电信波段产生了非简并时间仓纠缠光子对。纠缠是通过执行贝尔类测试的弗兰森型与高达91%的活力。由于时间仓纠缠可以很容易地防止光纤中遇到的退相干，因此该实验为长距离复杂量子通信协议开辟了道路。我们还研究了在激光脉冲中产生多个光子对的情况，并提出了一个简单的工具来量化这种事件发生的概率。
2002-06-10 quant-ph
General Quantum Protocol for Communication via $n$--Qubit GHZ States
Marmara University（马尔马拉大学）
本文提出了一种基于最大纠缠n量子比特状态的通用量子通信协议，实现了n位经典信息的传输，并展示了该协议在实际量子硬件上的应用与性能优化。
2026-10-16 quant-ph
Contextuality sans incompatibility in the simplest scenario: Communication supremacy of a qubit
本文提出带制备约束的双方制备—测量通信博弈，仅用三结果极值量子比特测量实现无测量不相容性的语境性，并证明其在受约束 HFW 情境中优于 c-bit。
2025-06-10 quant-ph
Two quantum algorithms for communication between spacelike separated locations
“无通信”定理禁止超光速通信，因为它表明爱丽丝对纠缠系统的任何测量都不能改变鲍勃状态的约化密度矩阵，因此鲍勃使用的任何测量算子的期望值保持不变。我们认为，“无通信”定理的证明是不完整的，超光速通信是可能的，通过在高维希尔伯特空间中使用辅助量子位的状态歧视。我们提出了两个量子算法，通过状态判别的两个观察员Alice和Bob之间的通信，位于类空分离的位置。Alice和Bob共享Bell状态$\frac{1}{\sqrt 2}(\ket{00}+\ket{11})$的每个量子位。在发送经典信息时，爱丽丝测量她的量子位，并根据她想发送的是$0$还是$1$，以两种不同的方式折叠鲍勃的量子位的状态。爱丽丝的第一次测量是在计算基础上，第二次测量在对她的量子比特应用阿达玛变换后再次在计算基础上。Bob的第一个算法检测具有错误概率$<\frac{1}{2^k}$的经典位，但是Alice和Bob需要共享$k$ Bell状态以用于传送单个经典位。鲍勃的第二种算法更复杂，但鲍勃可以使用四个辅助量子位确定性地检测经典位。我们还讨论了我们的算法可能的应用。
2022-09-16 quant-ph
Secure direct communication using step-split Einstein-Podolsky-Rosen pair
提出了一种基于分步分裂Einstein-Podolsky-Rosen（EPR）对的安全直接通信协议。在这个通信协议中，Alice首先将EPR对的一个量子比特发送给Bob。当Bob收到Alice的第一个量子比特时，他通过公共信道向Alice发送一个接收信号。Alice对第二个量子位执行编码操作，并将此量子位发送给Bob。Bob执行Bell基测量以提取Alice的信息。该协议的安全性基于“高保真意味着低熵”。如果Eve想窃听Alice的信息，她必须攻击EPR对的两个量子比特，这导致任何有效的窃听攻击都可以被检测到。Bob的接收信号可以保护该协议免受隐藏在量子信道损耗中的窃听。该协议使用Calderbank-Shor-Steane码进行量子密钥分发是严格安全的。
2004-04-01 quant-ph
$2N$ qubit "mirror states" for optimal quantum communication
我们引入了一种新的真正的2N量子比特态，称为“镜像态”，具有有趣的纠缠特性。著名的Bell态和团簇态是这些“镜像态”的一个特例，分别为N=1和N=2。它可以用$SWAP$和多路控制相移操作实验实现。在建立了适用于各种量子和经典信息通信协议的状态的一般条件后，证明了该状态可以最优地实现任意N比特态的量子隐形传态算法，并以所有可能的方式实现量子信息分裂.关于超密集编码，可以通过仅发送N个量子比特并消耗N个比特的纠缠来发送2N个经典比特。显式比较的镜像状态与重排的N贝尔对和线性集群状态被认为是这些量子协议。我们还表明，镜像状态比重排的贝尔对更强大的一类碰撞退相干。
2010-10-16 quant-ph
Generalized W-states and Quantum Communication Protocols
我们考虑了$n$ -量子比特系统的W-态和广义W-态。我们得到了利用这些态作为量子资源传送未知态的条件。只有有限的一类多量子比特状态可以被传送。对于$one$ -量子比特态，我们使用的协议是传统隐形传态协议的简单扩展。我们还表明，如果满足适当的条件，这些资源状态可以用于发送$n$量子比特来传输{ \em至多} $n + 1$经典比特。因此，当$ n > 3$时，这些状态不适合于最大隐形传态或超密集编码。
2008-05-17 quant-ph
Learning-Optimized Qubit Mapping and Reuse to Minimize Inter-Core Communication in Modular Quantum Architectures
Pukyong National University（釜庆国立大学）
本文提出QARMA和QARMA-R方法，通过注意力机制与图神经网络学习最优量子比特分配与重用策略，减少核心间通信，实验结果表明比现有方法提升显著。
2026-04-19 quant-ph
Linear optical setups for active and passive quantum error correction in polarization encoded qubits
在这项工作中，我们提出了主动和被动的线性光学设置的量子通信系统中，采用单光子和介观相干态的偏振误差校正。描述了量子通信系统中的应用。
2006-08-21 quant-ph
All-Optical Long-Distance Quantum Communication with Gottesman-Kitaev-Preskill qubits
量子中继器是实现长距离量子通信的一个有前途的平台，因此可以构成安全量子互联网、可扩展量子网络或分布式量子计算机的骨干。以单光子或多光子状态编码信息的中继器协议受到传输损耗和实施纠缠门或贝尔测量的成本的限制。在这项工作中，我们考虑使用Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）量子比特实现量子中继协议。这些量子比特是量子中继器协议的自然元素，因为它们允许确定性的高斯纠缠操作和贝尔测量，可以在室温下实现。GKP编码还能够校正小的位移误差。在附加高斯噪声的代价下，光子损失可以通过应用相位不敏感放大器转换成随机位移误差通道。在这里，我们表明，可以实现类似的转换，在双向中继器协议，通过使用相敏放大应用在测量数据的后处理，从而减少整体高斯噪声每（足够短）中继段。我们还研究了将GKP代码与更高级别的量子位代码连接起来，同时利用模拟综合征数据，后选择和路径选择技术来提高通信速率。我们计算了安全密钥速率，发现GKP中继器可以实现相对于基于光子量子比特的方法的比较性能，同时使用数量级更少的量子比特。
2021-08-02 quant-ph
Stochastic local operations and classical communication (SLOCC) and local unitary operations (LU) classifications of n qubits via ranks and singular values of the spin-flipping matrices
我们从$n$量子比特的纯态系数矩阵构造了$\ell $ -自旋翻转矩阵，并证明了当$n$量子比特的两个纯态分别是SLOCC和LU等价时，$\ell $ -自旋翻转矩阵是全等的和酉全等的.该全等性意味着在SLOCC下$\ell $ -自旋翻转矩阵的秩的不变性，然后允许将n个量子比特的SLOCC分类简化为计算$\ell $ -自旋翻转矩阵的秩。酉同余意味着在LU下$\ell $ -自旋翻转矩阵的奇异值的不变性，然后允许将n个量子比特的LU分类减少到计算$\ell $ -自旋翻转矩阵的奇异值。进一步证明了$\ell $ -自旋翻转矩阵$Ω_{1}^{(n)}$奇异值的不变性意味着偶$n$量子比特的并发不变性和奇$n$量子比特的n-纠缠不变性.因此，并发度和n-tangle可以用于LU分类和计算并发度，并且n-tangle仅执行状态系数的加法和乘法。
2018-05-03 quant-ph
Entanglement-assisted quantum communication with simple measurements
本文在理论和实验上研究了更一般的纠缠辅助量子比特通信任务，证明仅用部分Bell态分析仪或乘积测量等简单测量即可实现强有力甚至最优的通信协议，揭示了纠缠增强量子通信的能力可在简单可扩展的光学实验中提取。
2023-05-20 quant-ph
Towards quantum internet and non-local communication in position based qubits
利用Jaynes-Cummings紧束缚哈密顿量描述了两个半导体静电量子比特通过物质与辐射相互作用纠缠在量子电磁谐振腔中的系统中基于位置的量子比特之间的非局域通信.利用简化模型解释了位置相关量子比特间的量子通信原理。所有阶段的推导。讨论了两个半导体位置相关量子比特与量子电磁腔相互作用的情形，导出了具有重整化紧束缚系数的紧束缚哈密顿量的一般形式.所得结果为量子网络的构建和量子互联网的前景奠定了基础。所提出的工作带来了在基于静电位置的量子位之间创建量子通信网络的前景，所述量子位可在半导体单电子器件中实现，特别是在当前的CMOS技术中。同时也描述了两个电容相互作用的量子比特被偏置到量子电磁腔中的情况。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spatio-Temporal Characterization of Qubit Routing in Connectivity-Constrained Quantum Processors
针对连接受限量子处理器的量子比特路由通信开销问题，本研究从时空维度表征量子比特移动特性，对比三种拓扑结构，发现方格布局更适合规模化量子计算架构。
2024-02-01 quant-ph
Quantum Computation by Communication
我们提出了一种新的可扩展的量子计算方法--“量子总线计算机”，它通过量子通信总线模式与量子比特相互作用来实现量子比特测量和量子门。量子比特可以是“静态”的物质量子比特或“飞行”的光学量子比特，但我们在这里关注的方案特别适合物质量子比特。量子位之间不需要直接相互作用。通用双量子位量子门可以通过涉及总线模式的测量的方案来实现，或者通过总线自动解纠缠并且不需要测量的方案来实现。实际上，该方法将用于计算的量子位自由度与用于通信和交互的量子连续变量集成在一起。
2006-03-13 cond-mat.supr-con quant-ph
A counterexample to the strong spin alignment conjecture
Beihang University（北京航空航天大学）
本文通过构造三个量子比特的反例，证明强自旋对齐猜想不成立，提出兼容性约束下的新猜想。
2026-03-26 quant-ph
Discrimination of two-qubit unitaries via local operations and classical communication
可区分性是一个基本的和操作的任务，通常连接到信息应用程序。在量子信息理论中，从量子力学的假设出发，它往往具有内在的局限性，从而决定并表征相关信息任务的能力。在这项工作中，我们考虑区分二分两量子比特幺正变换的本地操作和经典通信（LOCC）和它的关系，纠缠能力的给定幺正。我们表明，一对纠缠幺正不包含本地部分，如果他们是完全区分的全球业务，也可以完全区分LOCC。还存在非纠缠酉单位，例如局部酉单位，它们完全被全局操作区分，但不被LOCC区分。结果表明，LOCC的能力严格限制比全球业务在区分有限数量的重复的二分幺正，对比的一对二分态的歧视，也渐近歧视的幺正。
2016-01-27 quant-ph
Multipartite Entanglement under Stochastic Local Operations and Classical Communication
随机局域操作和经典通信（SLOCC），也被称为局域过滤操作，是一组方便，有用的量子操作，用于掌握纠缠的基本性质。我们给出了一个快速的概述的多体纠缠的特性的SLOCC，说明2-量子比特和其余的（2 × 2 × n）量子系统。这不仅包括3-qubit纯态的著名结果，而且对2-qubit混合态也有影响。
2004-03-24 quant-ph
Two-way quantum communication using four-qubit cluster state: mutual exchange of quantum information
在本研究中，我们提出了一个双向量子通信方案，其中两个合法的参与者相互交换他们的量子信息给对方使用一个四量子比特团簇态作为量子信道。最近，通过利用四量子比特簇态作为量子信道，Kazemikhah等人[Int.J.Theor.物理、60（2021）378]试图设计一种方案，用于两个合法参与者之间相互交换量子信息。然而，在目前的研究中，它已被证明，在他们的方案中的量子信息的传输不能实现，因为两个参与者没有纠缠到对方由于一个微不足道的概念错误所作的描述的量子信道。在这里，我们已经证明了，两个合法的参与者可以通过使用一个四量子比特的团簇态作为量子信道的量子信息状态，相互传送，只要他们彼此合作，并执行非本地控制相位门操作。如果两个参与者不相互合作，那么没有人可以重建发送给他们的信息，因此只有当两个参与者彼此诚实时，信息交换才是可能的。
2021-07-28 quant-ph
Loss-tolerant concatenated Bell-state measurement with encoded coherent-state qubits for long-range quantum communication
相干态量子比特由于其贝尔态测量（BSM）的近似确定性而成为光量子信息处理的一个有希望的候选者。然而，它的非正交性带来的困难，如失败的BSM。人们可以对相干态使用大振幅（$α$）以最小化故障概率，但是量子比特随后变得更容易受到光子损失的失相的影响。我们提出了一个硬件高效的级联BSM（CBSM）计划与修改奇偶校验编码使用相干态具有合理的小幅度（$|α| \lessapprox 2$），同时抑制故障和失相的BSM过程。我们数值计算表明，CBSM方案实现了一个成功的概率任意接近统一的适当值的$α$和足够低的光子损失率（例如，$\lessapprox 5\%$）。此外，我们验证了量子中继方案利用CBSM方案的量子纠错，使一个进行有效的远程量子通信超过1000公里。我们表明，性能与其他最新的方法，甚至优于他们在某些情况下。最后，我们提出了在改进的奇偶编码下制备逻辑量子比特和实现基本逻辑运算的方法，这些逻辑运算包括在相干态基础上产生薛定谔猫态和基本门等几个物理层次的成分。我们的工作表明，编码相干态量子比特在自由传播领域提供了一个替代路线的容错信息处理，特别是远程量子通信。
2021-02-25 quant-ph
