Full characterization of a three-photon GHZ state using quantum state tomography
我们已经进行了第一次实验断层重建的三光子偏振态。量子态层析成像是一种能够全面描述量子系统密度矩阵的有力工具。我们测量了64个三光子偏振相关，并使用“最大似然”重建方法来重建GHZ态。利用纠缠见证算子对纠缠类进行了表征，并提取了Mermin不等式的最大预测值.
2004-12-20 quant-ph
Quantum imaging with undetected photons as ancilla-assisted process tomography
我们表明，最近的实验与未检测到的光子的量子成像基本上可以被描述为（部分）辅助过程断层扫描。我们提出了一个简化的量子线路版本的这种情况下，这也使得重铸量子成像的量子计算语言。我们的类比和分析可能有助于更好地理解经典和/或量子关联在成像实验中的作用。
2016-08-11 quant-ph
Instant single-photon Fock state tomography
通过对周期性极化KTP晶体中产生的偏振非简并双光子进行条件测量，以~100 kHz的速率制备了预示的单光子。单光子Fock态的特征在于使用高频脉冲光学零差层析成像的保真度为（57.6 ± 0.1）%。状态准备和检测速率允许我们基于正交测量统计的实时分析来执行设备的即时对准。
2009-06-02 quant-ph
Neural Network Enhanced Single-Photon Fock State Tomography
本文提出神经网络增强的单光子Fock态层析方法，通过平衡零差探测和直方图架构直接估计Wigner函数负值性等参数，实现对光子数分布的快速、鲁棒和精确表征。
2024-05-05 quant-ph
Nonlinearity in Single Photon Detection: Modeling and Quantum Tomography
单光子探测器是量子光学和量子信息的重要组成部分。基于超导纳米线的探测器表现出新的性能水平，但没有公认的量子光学模型，这是有效的多个输入光子。通过执行探测器断层扫描，我们改进了最近提出的模型[M. K. Akhlaghi和A.H. Majedi，IEEE应用超临界流体学报。19，361（2009）]，并且还研究了这些检测器对光的非线性响应的方式，这对于某些应用是有价值的特征。我们开发了一个设备独立的模型，单光子探测器，采用这种非线性。
2011-08-18 quant-ph
Quantum state tomography of single photons in the spectral degree of freedom
光学状态的量子态层析成像（QST）通常在光子数自由度中执行，这是一个很好理解并且已经实验证明的过程。然而，光学状态具有除了光子数之外的其他自由度，例如空间和时间/光谱自由度。光子态的完整表征需要在这些额外的自由度上进行状态重构。在本文中，我们提出了一种技术，执行QST的单光子态的光谱自由度。这在例如量子信息处理应用中是重要的，该应用通常对独立产生的单光子的纯度和可重复性施加严格的要求。所描述的技术允许光谱密度矩阵的完全重建，允许容易地计算不同源的纯度和可分辨性。
2006-09-01 quant-ph
The efficiency of quantum tomography based on photon detection
我们提出了一个一般的方法，通过收集和分析光子计数统计有效的统计重建的量子态。我们的方法包括严格的定量标准的充分性和完整性的统计逆问题，以及一个简单而可靠的方法，用于评估的重建状态和近似的量子态通过减少有限维模型的错误。
2013-11-06 quant-ph
Tomography of photon-number resolving continuous-output detectors
我们报告一个全面的方法来分析连续输出的光子探测器。我们采用主成分分析，以最大限度地提高提取的信息，其次是一种新的噪声容忍参数化的方法，PNRD的断层扫描。我们进一步提出了一个措施，严格量化检测器的光子数分辨能力。我们的方法适用于所有连续输出信号的检测器。我们说明我们的方法，将它们应用到从过渡边缘传感器（TES）检测器获得的实验数据。
2015-02-26 quant-ph
Quantum tomography of entangled spin-multi-photon states
提出了一种新的多量子比特态的量子层析成像方法。我们应用该方法的自旋多光子态，我们产生的周期性激发的半导体量子点限制自旋每1/4的相干进动周期。这些定时激发导致确定性的产生的纠缠光子串在一个集群状态。我们表明，我们的方法可以用于表征周期性的过程映射，产生的光子团簇。从测量的过程图，我们量化的集群纠缠的鲁棒性。与先前的演示相比，3倍增强的产生速率降低了脉冲之间的自旋退相干，从而增加了纠缠。
2021-08-12 quant-ph
Process tomography of field damping and measurement of Fock state lifetimes by quantum non-demolition photon counting in a cavity
用非共振里德伯原子监测高$Q$超导腔中量子场的弛豫。场，受到重复量子非破坏（QND）光子计数，经历光子数态之间的跳跃。我们选择从一个给定的Fock态演化的场实现的合奏，并重建其光子数分布的后续演变。我们实现了以这种方式的光子数弛豫过程中产生的所有Fock状态之间的跳跃率的断层扫描。发现$n$光子态（$0\leq n \leq 7$）的阻尼率随$n$线性增加。结果与理论非常吻合，包括一个小的热贡献。
2008-09-09 quant-ph
Optimized detector tomography for photon-number resolving detectors with hundreds of pixels
针对数百像素光子数可分辨探测器的层析表征计算量大的问题，提出一种减少优化变量的改进探测器层析模型，利用 expectation-maximization-entropy 算法重建光子数分布，在保证保真度超 99% 的同时将求解时间减半。
2023-06-22 quant-ph
Center of mass tomography and Wigner function for multimode photon states
综述了质心层析成像方案中多模电磁场态的层析概率表示。得到了场态Wigner函数和可观测Weyl符号与质心层析图像的连接以及Grönewold核与确定层析图像的非对易积的质心层析核的连接。构造了光子态的双质心层析图，得到了双层析核。其他广义质心层析成像的模型进行了讨论。详细介绍了双模薛定谔猫态的例子
2018-03-24 quant-ph
Quantum Tomography of Inductively-Created Large Multiphoton States
多粒子纠缠态的产生是量子信息科学的一个中心目标。表征这种状态是一项复杂的任务，随着粒子的添加，需要指数级的大量资源。在此之前，我们展示了一种资源有效的源，它可以在原则上产生任何数量的光子之间的纠缠。该光源递归地将脉冲激光产生的光子对融合成多光子纠缠态。在目前的工作中，我们对光子对源进行了量子态层析成像，对聚变操作进行了量子过程层析成像。因此，可以计算任意数量光子的全量子Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态。我们探讨了我们的计划的前景和计算的非局域性和真正的\textit{N}光子纠缠阈值的状态多达12个光子。
2017-12-11 quant-ph
Matrix-Completion Quantum State Tomography
部署中型和大型量子设备需要开发有效的全状态断层扫描技术的量子基准。本文介绍了一种基于矩阵填充的纯量子态层析成像方法，称为矩阵完备量子态层析成像。这种方法只需要2n + 1个本地泡利算子和最少的后处理的n-量子比特状态。数值结果表明，我们的方法是非常有效的超导实量子器件和实现更好的保真度估计的多量子位量子态相比，当代纯态层析成像方法。矩阵完成量子态层析成像协议的这些期望特征使其适合于主要处理纯量子态的中型和大型量子设备的基准测试。
2021-11-22 quant-ph
Tomography of a displacement photon counter for discrimination of single-rail optical qubits
研究了光相干通信中的一种有效工具--Kennedy接收机对光子量子比特单轨编码中$\hatσ_x$本征态对应的真空态和单光子态的量子态鉴别性能.我们的实验特征肯尼迪接收器在真空单光子二维空间使用量子探测器层析成像和评估可实现的歧视误差概率从重建的测量算子。此外，我们推导出高斯变换和零差检测可获得的最小错误率。我们的原理证明实验表明，肯尼迪接收机可以实现超过零差检测的鉴别误差。
2018-04-18 quant-ph
Selective and Efficient Quantum State Tomography and its Application to Quantum Process Tomography
我们提出了一种用于量子态层析成像的方法，该方法使得能够以固定的精度有效地估计状态的密度矩阵的任何矩阵元素，只要可以以受控的方式有效地准备来自矩阵被写入的基础的状态。此外，我们展示了该算法如何非常适合量子过程层析成像，从而能够执行选择性和有效的量子过程层析成像。
2012-11-13 quant-ph
Selective and efficient quantum process tomography with single photons
我们提出了一种新的量子过程层析成像方法的第一个光子实现的结果。该方法（最初由A. Bendersky等人，Phys. Rev. Lett 100，190403（2008））使得能够使用与量子比特的数量多项式缩放的资源来估计表征量子过程的卡矩阵的任何元素。它是基于这样的思想，即将任何chi矩阵元素的估计映射到量子信道的平均保真度上，并通过在称为2-设计的一组特殊状态上随机采样来估计后者。利用一个已知的单光子源，我们完全实现了这样的算法，并对影响偏振量子比特的多个通道进行了过程层析成像。与现有的方法进行了比较，并讨论了它的优点。
2010-02-23 quant-ph
Quantum homodyne tomography of a two-photon Fock state
本文对自由传播光的双光子Fock态进行了连续变量实验分析。这种状态是从一个脉冲非简并参量放大器，它产生两个强度相关的孪生光束。在一个光束中计数两个光子，将另一个光束投射到所需的双光子Fock态，通过使用脉冲零差检测来分析。被测态的维格纳函数明显为负。我们开发了一个详细的分析模型，可以快速有效地分析实验结果。
2006-07-17 quant-ph
Tomography of a Mode-Tunable Coherent Single-Photon Subtractor
单光子减法在连续变量量子信息中具有非高斯特性，在光学量子信息处理中具有重要作用。虽然基于低反射率分束器实现单光子减法的常规方式对于单模量子态适当地工作，但是它不适合多模量子态，因为从所有多模中减去单个光子而不保持它们的模式相干性。在这里，我们实验实现和表征模式可调谐相干单光子晶体和频产生的基础上。它可以从光的一个期望的时频模式或从多个时频模式的相干叠加中专门减去单个光子。为了充分表征所实现的单光子减法，我们采用基于相干态的量子过程层析成像。模式可调谐的相干单光子晶体将是实现非高斯量子网络的基本元件，而非高斯量子网络是在信息处理中获得量子优势所必需的。
2017-02-07 quant-ph
Tomography of a High-Purity Narrowband Photon From a Transient Atomic Collective Excitation
我们证明了高纯度窄带宽单光子的有效预示产生的瞬态集体自旋激发在热原子蒸气细胞。采用光学零差层析成像，我们完全重建所产生的光子的密度矩阵，并观察到维格纳函数达到零值，而不校正任何效率低下。所产生的光子的窄带宽伴随着产生高光谱亮度的高生成速率。因此，该源与基于原子的量子存储器以及光原子接口中的其他应用兼容。这项工作为制备和测量原子集体激发的任意叠加态铺平了道路。
2012-04-26 quant-ph
Tomography by noise
我们提出了一个有效的和强大的方法重建的光子数分布，通过使用单独的热噪声作为探针。该方法使用最少数量的预校准量子器件，仅一个开/关单光子探测器就足够了。单光子态、热态和双光子态的实验推断证明了该方法的可行性。该方法对实验缺陷保持稳定，并提供了一种直接、用户友好的量子诊断工具。
2014-10-09 quant-ph
Tomography of a Feedback Measurement with Photon Detection
量子测量对量子信息科学的基础和实际应用都是必不可少的。在量子测量的许多可能的模型中，动态更新其物理结构的反馈测量由于其灵活性而非常有趣，这使得能够实现否则可能难以实现的宽范围的测量。在这里，我们调查的检测器断层扫描的测量组成的位移操作结合光子检测，然后由一个实时的反馈操作。我们设计了一种用于区分真空态和单光子态（单轨量子比特）的叠加态的测量方法，发现该方法能以96%的确定性区分叠加态.这种反馈控制的光子计数器将有助于实现单轨道量子比特的量子信息协议以及某些纠缠态的非定域性测试。
2020-02-22 quant-ph
Quantum tomography of photon states encoded in polarization and picosecond time-bins
单个光子具有许多物理自由度（DOF），可以携带高维量子系统的状态。然而，在任何特定的演示中通常仅使用单个自由度。此外，当使用更多自由度时，每次分析和测量一个自由度。我们介绍了一个双量子比特信息系统，实现了两个自由度的单光子：偏振和时间。光子到达时间被分成两个时间仓，代表一个量子比特，而它的偏振态代表第二个量子比特。两个时间仓之间的时间差是在没有皮秒尺度的干涉仪的情况下产生的，这比探测器的响应时间小得多。通过分析光子和辅助光子之间的光子聚束同时分析两个物理上不同的自由度。利用量子态层析成像技术，在两个自由度纠缠和不纠缠的情况下，重建了以单光子编码的完整的两量子比特态，重建率高于96%。
2019-03-04 quant-ph
Efficient tomography of microwave photonic cluster states
Stanford University（斯坦福大学）；Department of Applied Physics, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo（东京大学工学研究科应用物理系）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Research Center for Advanced Science and Technology (RCAST), The University of Tokyo（东京大学先端科学研究中心）；NTT Computer and Data Science Laboratories（NTT计算机与数据科学实验室）；PRESTO, Japan Science and Technology Agency（日本科学技术振兴机构 PRESTO 项目）；Institute for Physics of Intelligence, The University of Tokyo（东京大学智能物理学研究所）
本文提出了一种基于矩阵积算符形式的高效成像方法，用于重构最多35个微波光子量子比特的簇态密度矩阵，以检测光子源性能退化并指导高保真度纠缠光子源的发展。
2026-02-24 quant-ph
Quantum state tomography of undetected photons
本文提出一种量子态层析技术，通过辅助量子比特和路径同一性，在不直接探测目标量子比特的情况下重建其状态，并在光子偏振态上实验验证，原理可推广至其他量子实体。
2023-07-22 quant-ph
Alternate Forms of the T-Matrix in Quantum State Tomography
在本文中，我们专注于替代形式的T-矩阵中使用的极大似然估计（MLE）的程序来拟合在量子态层析成像实验中收集的实验数据。特别是，我们分析了单量子态层析成像的情况下，在这个过程中推导出三个新的有效的替代形式实现最优。然后，这些替代形式用作一致性检查，从而增强MLE拟合过程的鲁棒性。特别是有一种形式是对通常采用的标准形式的有益补充。随后，我们提供了一个概括的情况下，多量子比特状态断层扫描这些形式。
2014-10-27 quant-ph
Fourier Transform Quantum State Tomography
提出了一种对光子偏振编码的多量子比特态进行量子态层析成像的方法。我们的方法使用一个单一的旋转波片，偏振分束器和两个光子计数探测器每个光子模式。当波片旋转时，光子计数器测量伪连续信号，然后对其进行傅立叶变换。利用信号的傅里叶系数和表示状态的斯托克斯参数之间的关系，重构状态的密度矩阵。实验的复杂性，即不同的波片旋转频率，与量子比特的数量成线性比例。
2013-01-17 quant-ph
Two-photon quantum state tomography of photonic qubits
本文提出利用Hong-Ou-Mandel干涉仪测量单光子斯托克斯参数和偏振度，可区分内部耦合与外部纠缠导致的偏振，且不依赖偏振选择元件，并适用于时间箱或轨道角动量等二能级编码。
2023-12-21 quant-ph
Probability representation of photon states and tomography
本文综述了量子力学的层析概率表示。利用标准概率分布和类经典随机变量的形式，给出了量子态和量子观测量的形式。我们研究了光子在几率表象中的相干态和数态，得到了几率分布方程形式的演化方程和能谱。
2020-01-26 quant-ph
Quantum-polarization state tomography
我们提出并证明了一种方法的量子态层析的量子编码的量子$N$光子态的量子偏振。这是通过将$N$光子非确定性地分布到三个路径及其随后的投影中来实现的，对于$N=1$，这相当于测量斯托克斯（或泡利）算子。记录的$N$ -倍符合的统计唯一地确定未知的$N$ -光子偏振状态。所提出的固定设置显然排除了由于移动部件而导致的任何系统测量误差，并且允许在不同状态的断层扫描之间进行简单切换，这使得其成为自适应断层扫描方案的理想选择。
2016-09-07 quant-ph
Quantum-Referenced Spontaneous Emission Tomography
提出量子参考自发发射断层扫描（Q-SpET），利用目标源与参考源的量子干涉，通过四次光谱分辨测量提取自发发射光子对的联合光谱相位，并在微环谐振器源上验证其与受激发射的差异。
2023-12-24 quant-ph
Quantum state tomography of photon's polarization and path degrees of freedom
提出一种利用单一线性光学装置的 QST 方法，通过路径相关 Stokes 参数及量子版两点 Stokes 参数重建单光子偏振-路径两量子比特密度矩阵。
2024-01-26 quant-ph
Experimental Polarization State Tomography using Optimal Polarimeters
我们报告的偏振计的实验实现的基础上，已知是最佳的方案，用于获得自旋1/2量子系统的系综的偏振矢量，和这个偏振计的对准过程进行了讨论。我们还展示了如何使用这种偏振仪估计的偏振状态相同的准备合奏的单光子和光子对和扩展的方法，以获得通用的多光子状态的密度矩阵。通过对相同制备的单光子系综和偏振纠缠光子对的实际测量，说明了偏振计的态重构和性能。
2006-03-15 quant-ph
A Quantum Field Approach for Advancing Optical Coherence Tomography Part I: First Order Correlations, Single Photon Interference, And Quantum Noise
光学相干断层扫描已成为心脏病学和眼科学中的重要成像技术，其他应用正在研究中。光学相干断层扫描（OCT）成像的主要进展可能通过量子场方法来实现。在本文中，这是一系列的第一部分的主题，OCT一阶相关的量子基础表示在全场量子化。具体地说，一阶相关被视为沿不可分辨路径的单光子干涉的线性和。光子和电磁场是用量子谐振子来描述的。虽然作者认为量子二阶相关性的研究将导致更大的范式转变的领域，在第二部分，从量子一阶相关性的研究进展。特别是，测距误差进行了讨论（与补救措施）从真空波动通过检测器端口，光子计数误差，和位置概率幅度的不确定性。另外，在第二部分研究二阶关联时，需要用到量子场论和一阶关联的原理。
2014-02-07 quant-ph
Tomography of the temporal-spectral state of subnatural-linewidth single photons from atomic ensembles
亚自然线宽单光子源是光子量子信息科学中探索时间自由度的一个潜在候选源。这种类型的单光子源已被证明可以在没有任何外部腔或过滤器的情况下在原子系综中产生和重塑，并且通常通过光子计数技术来表征。然而，光子源的全复时间模函数（fundamentaltemporalmode function，ff）不能从直接光子计数测量中被揭示。在这里，第一次，我们展示了完整的时间模式的亚自然线宽单光子产生的冷原子云。通过单光子与不同中心频率的本振子之间的外差探测，我们在可分辨的时间仓中恢复了单光子的时间密度矩阵。此外，我们证明了通过零差检测测量的约化自相关函数完美地揭示了亚自然线宽单光子的纯时间光谱状态。
2018-07-05 quant-ph
Stimulated emission quantum state tomography for frequency non-degenerate entangled photon pairs
频率非简并纠缠光子对在量子通信、成像和传感等领域有着广泛的应用。为了表征长波长（红外，IR甚至太赫兹，THz）光子的量子纠缠态，需要研制相应波长的单光子探测器，或者采用新型的不依赖单光子探测的层析成像技术，如受激发射层析成像（SET）。我们使用标准量子态层析和SET测量了纠缠光子对的密度矩阵，一个光子在1550 nm，另一个在810 nm，得到了高度一致的结果，显示了SET的可靠性。我们的工作为有效测量具有高度不同频率的纠缠光子铺平了道路，即使是单光子探测不可用的频率。
2021-01-26 physics.optics quant-ph
Multiphoton Tomography with Linear Optics and Photon Counting
从全同系综中确定一个未知的量子态是量子科学中的一项基本任务，但在实验上要求很高。在这里，我们研究的测量基地的数量需要充分表征一个任意的多模状态包含一定数量的光子，或任意混合的这种状态。我们表明，这一任务可以实现仅使用线性光学和光子计数，产生一个实用的，但非通用的投影测量集。我们推导出所需的最小数量的测量设置和数值计算表明，这个下限是饱和的随机线性光学配置，如当相应的酉变换是哈尔随机。此外，我们表明，对于N个光子，任何酉2N-设计可以用来推导出一个分析，但非最佳的，状态重建协议。
2019-02-08 quant-ph
Quantum Tomography of the Photon-Plasmon Conversion Process in a Metal Hole Array
在过去的几十年里，量子等离子体激元学由于其在量子信息处理的片上等离子体激元器件中的潜在应用而成为一个活跃的研究领域。然而，基本的物理过程，即，光的量子态如何在光子-等离子体激元转换过程中演化还没有被清楚地理解。在这里，我们报告了一个完整的表征等离子体辅助非凡的光学传输过程中，通过量子过程层析成像。通过输入各种相干态与等离子体结构相互作用，并利用零差探测器探测输出态，我们重建了光子-等离子体转换过程的过程张量。提取了该过程的振幅和相位信息，解释了与等离子体耦合后量子光学态的演化。我们的实验演示构成了一个基本块，为未来的芯片上应用的量子等离子体激元电路。
2019-04-24 quant-ph
Super-stable tomography of any linear optical device
日益复杂的线性光学电路在新兴的光子量子技术中发挥着越来越重要的作用。单个光子器件通常由包含振幅和相位信息的酉矩阵描述，其特征化是一项关键任务。我们提出了一个建设性的计划来检索的酉矩阵描述一个任意的线性光学器件使用从单光子和双光子系综获得的数据。该方案在任意增加的光子包长度尺度上是稳定的，且与器件输入输出端口的光子损失无关。我们发现了理想数据和酉矩阵之间的一一对应关系，并确定了一类能够再生数据的非酉矩阵。该方法被扩展到相干态探测，它可以模拟双光子统计与降低的可见性。分析了重建算法对模拟噪声的性能。
2012-08-14 quant-ph
A simple representation of quantum process tomography
我们表明，Fano表示导致一个特别简单和吸引人的形式的量子过程层析成像矩阵$χ_{_F}$，在该矩阵$χ_{_F}$是真实的，矩阵元素的数量是完全等于所需的量子操作的完整表征的自由参数的数量，这些矩阵元素是直接相关的系统的偏振测量的期望值的演变。这些事实在单量子比特和双量子比特量子噪声信道的例子中得到了说明。
2009-05-05 quant-ph
Quantum Optical Induced-Coherence Tomography by a Hybrid Interferometer
本工作首次提出一种基于双程泵浦自发参量下转换的混合型诱导相干干涉仪，通过探测近可见光子实现红外测量，并验证了其在三维结构的时域和频域量子光学诱导相干断层成像中的可行性。
2023-09-13 quant-ph
On Single Qubit Quantum State Tomography
在本文中，我们推导出解析表达式的T-矩阵的参数的起始（初始）值，这是经常采用的理论密度矩阵的极大似然估计（MLE）过程的建设，这个优化过程是用来适应有关单量子比特状态层析成像的实验数据。适当的起始值对于在拟合过程中实现全局最小值至关重要。我们还指出了一种分析方法，使实验确定的密度矩阵物理不诉诸MLE过程，如果在量子态层析成像的最优性可以忽略，因为最终目标是在量子过程层析成像的最优性。
2014-07-24 quant-ph
Tomography, Control and Characterization of Entanglement in Three level Atomic System
研究了级联型三能级原子与两个驱动场相互作用系统辐射的量子关联。在线性区域，在Weisskopf-Wigner近似下，我们证明了原子和双光子密度矩阵是等价的。这有助于通过对原子系统或发射场的测量来实现双模状态的层析成像。一般来说，对一个N光子态进行层析成像需要4^N个观测值，而我们证明了对一个原子系统发射的光子进行层析成像需要（N+1）^2-1个观测值。因此，有一个指数减少的数量的观察原子发射的N类光子状态的重建。我们表明，驱动场的强度和失谐提供了一个特定的目标状态的准备{ \it控制}参数。最后，我们研究了双光子态的纠缠特性。我们观察到，一个单一的参数方面的纠缠的表征是不可能的，当系统处于混合状态，因此，我们提供了一个新引入的纠缠的概率分布方面的描述，在各种制度的利益。
2010-12-29 quant-ph
Density Matrix Tomography of Entangled Electron and Nuclear Spin States in 15N:C60
我们讨论了15 N：C_（60）中电子-核纠缠自旋态的制备和探测的细节，并对完整的密度矩阵进行了定量评价。分析了两个量子比特子系统的所有四个贝尔态。此外，在电子自旋共振频率为95 GHz时，我们发现该体系的量子临界温度为Tq = 7.73 K.
2006-02-24 quant-ph
Pauli transfer matrix direct reconstruction: channel characterization without full process tomography
本文提出一种通过特定输入态和泡利测量直接重构泡利转移矩阵元素的层析协议，相比标准量子过程层析可指数级减少实验配置数量，同时保持相同采样次数，提升了选择性信道表征的效率。
2023-10-31 quant-ph
Two-photon tomography using on-chip quantum walks
我们提出了一个概念性的方法，量子断层扫描的基础上，首先扩大了量子态在额外的自由度，然后利用引入的稀疏性进行重建。我们制定其应用程序的光子电路，并表明，测量的空间光子相关性在一个专门定制的离散连续量子行走的输出可以使任何双光子空间纠缠和混合状态的输入完全重建。这种方法不需要任何可调元件，因此非常适合与片上超导光子探测器集成。
2016-01-11 physics.optics quant-ph
High-dimension experimental tomography of a path-encoded photon quantum-state
量子信息协议通常依赖于层析成像技术来确定系统的状态。一种流行的编码信息的方法是在光子可能采取的不同路径上，例如集成光学中的平行波导。然而，编码到大量路径上的状态的重建通常是资源密集型的，并且需要复杂的实验设置。针对这一点，我们提出了一个简单的方法来确定光子的状态，在叠加的d路径使用旋转的一维光学傅里叶变换。我们建立的理论和实验证明的技术，通过测量各种各样的六维密度矩阵。这些与预期状态的平均保真度高达0.9852 +/- 0.0008。该性能与其他类型系统的已建立的层析成像方法相当或超过该方法。
2019-06-10 quant-ph
Optical spin tomography in a telecom C-band quantum dot
本研究通过光子相关性测量确定空穴为量子网络中自旋-光子纠缠的优选量子比特，并揭示了空穴基态的各向异性，为减少相位误差提供关键诊断信息。
2025-12-24 quant-ph
Quantum-enhanced tomography of unitary processes
光子学的一项基本任务是研究未知的光学过程，这些过程由诸如双折射、光谱响应、厚度和平坦度等特性定义。在实现这一目标的许多方法中，单光子探针可以用于一种称为量子过程层析成像（QPT）的方法。此外，QPT是确定过程如何作用于量子力学状态的基本方法。例如，对于量子技术，QPT被用于验证多量子比特处理器和量子通信信道;在量子物理学中，某种形式的QPT通常是对新物理过程的第一次实验研究，如最近对生物机制中相干传输的研究所示。然而，QPT的精度是有限的事实，即测量与单粒子探针受到不可避免的散粒噪声--这适用于单光子和激光探针。在测量资源有限的情况下，例如，在过程快速变化或时间带宽受限的情况下，克服这种精度限制变得至关重要。在这里，我们设计并演示了一个计划，利用非经典输入状态和量子干涉断层扫描，与以前的QPT方法不同，我们的计划利用的可能性，同时使用多个光子每模式。效率-通过使用的每个光子的精度量化-随着更大的光子数输入状态而缩放。我们的演示使用四光子状态，我们的结果表明，与传统的QPT方法相比，统计波动大幅减少-在理想情况下，一个四光子探测状态产生与12个单探测光子相同的统计信息量。
2014-02-12 quant-ph
High-precision tomography of ion qubits based on registration of fluorescent photons
本文针对离子量子比特逻辑态可区分性受限问题，提出基于荧光光子计数的模糊测量模型及统计充分的重构算法，相比阈值算法能利用更完整实验信息并实现更高精度的量子态层析。
2023-07-06 quant-ph
Homodyne tomography characterization and nonlocality of a dual-mode optical qubit
利用量子零差层析技术，研究了单光子在两个光学模上的离域特性。重建的四维密度矩阵在整个希尔伯特空间上延伸，从而首次揭示了作为电磁场状态的双轨光量子比特的完整信息。实验数据违反了贝尔不等式，尽管有一个类似于光子计数实验中的检测漏洞的漏洞。
2004-03-16 quant-ph
Minimal qubit tomography
我们提出，并彻底分析，一个高度对称和有效的计划，用于确定一个单量子比特状态，如由单光子源发射的光子的偏振特性。在我们的方案中，只有四个测量的概率，刚好足够确定指定量子比特状态的三个参数，而标准程序将测量六个概率。
2004-11-23 quant-ph
Efficient Direct Tomography for Matrix Product States
在这篇文章中，我们描述了一种从少量有效实现的测量中重建矩阵乘积状态的方法。我们的方法是指数速度比标准的层析成像，它也可以用来证明未知状态是MPS。其基本思想是使用局部酉运算在施密特基中进行测量，从而直接访问MPS表示。这与最近独立提出的通过执行变分最小化来恢复MPS张量的方法相比是有利的，该变分最小化在某些情况下在计算上是难以处理的。我们的方法也具有恢复任何MPS的优势，而其他方法仅限于排除重要示例（如GHZ和W状态）的特殊状态类别。
2010-02-24 quant-ph
High-dimensional quantum process tomography with undetected photons
Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）
该研究提出一种干涉式量子过程层析方法，无需对变换后的高维量子态qudit进行测量即可完全重构任意量子操作，与现有技术概念不同。
2026-08-04 physics.optics quant-ph
