Multipartite Asymmetric Quantum Cloning
研究了非对称多体系统中量子信息的最优分布。我们引入克隆转换,采取$N$相同的副本的纯状态在任何维度作为输入,并产生一个集合的克隆与不相同的同源性。例如,如果将克隆划分为具有保真度$F^A$的一组$M_A$克隆和具有保真度$F^B$的另一组$M_B$克隆,则分析这些保真度之间的权衡,并展示最佳$N \to M_A+M_B$克隆机器的特定情况。我们还提出了一个最佳的$1 \to 1+1+1$克隆机,这是第一个已知的例子,一个三方完全不对称克隆。最后,它是如何显示这些克隆机可以光学实现。
2004-11-24 quant-ph
The Asymmetric Quantum Cloning Region
本研究探讨$1 \to N$非对称量子克隆的一般情况,利用Schur-Weyl对偶性和部分转置置换算子的谱性质,刻画了所有可能克隆质量的集合,并提出了实现给定克隆质量的量子克隆机闭式表达式。
2022-09-24 quant-ph
Bounds for state-dependent quantum cloning
由于不可克隆定理,未知的量子态只能以一定的概率近似或精确地被克隆。克隆器有两种类型:通用克隆器和依赖状态的克隆器。最优普适克隆器可以看作是一种特殊的依赖态的量子克隆器,它不需要关于态的信息。本文研究了状态集包含两个以上状态时的状态相关克隆问题。我们得到了这些过程的全局保真度的一些界。该方法不依赖于状态集中包含的状态的数量。它也独立于复制的数量。
2002-09-16 quant-ph
Two non-orthogonal states can be cloned by a unitary-reduction process
我们证明了从一个特定的集合$% \$={ | Ψ_0 > , | Ψ_1 > }$中秘密选择两个非正交纯态是有物理手段克隆的。通过幺正演化与测量一起克隆状态。克隆效率不能达到100%。如果测量结果为负值,则克隆失败。
1997-04-10 quant-ph
Optimal Universal and State-Dependent Quantum Cloning
我们建立了一个完美的量子克隆机的最佳近似,它可以从一个输入中产生两个克隆。我们分析了通用和国家依赖的克隆。通用克隆的最大克隆保真度为5/6。它既可以通过一种特殊的幺正演化实现,也可以通过一种新颖的隐形传态方案实现。构造了任意两个非正交态上的最优状态依赖克隆器,讨论了它们的并行性以及克隆过程中辅助物理资源的使用。最佳通用克隆器允许我们导出一个新的上界的量子容量的去极化量子信道。
1997-12-06 quant-ph
Quantum partial teleportation as optimal cloning at a distance
我们提出了一个可行的量子比特的条件量子部分隐形传态方案,即最优非对称远距离克隆。在这个方案中,爱丽丝保留一个不完美的克隆,而另一个克隆被传送到鲍勃。克隆的保真度可以简单地通过Bell态测量中的不对称性来控制。非对称克隆的最优性是指非对称克隆的最优性满足最紧不等式。进一步地,我们设计了一个条件隐形传态,即从单个远距离克隆上的N个Alice的副本中对称最优N-> N+1克隆。我们简单地讨论了两种可行的实验实现,第一种是光子偏振态的隐形传态,第二种是时间仓量子比特的隐形传态。
2004-01-08 quant-ph
Separability in Asymmetric Phase-Covariant Cloning
定义了非对称相位协变量子克隆机,研究了其输出质量之间的权衡及其对输出纠缠特性的影响。此外,还介绍了这些克隆子的最佳族,并研究了它们的纠缠特性。对于量子比特的情况,给出了一个显式的最优性证明,该证明基于无信号条件。我们的最优性证明也可以用来推导出一个上限的权衡关系更一般的一类最佳克隆人的克隆状态上的特定轨道的布洛赫球。结果表明,赤道态的最佳克隆,在对称相位协变克隆的情况下,产生两个可分离的克隆,在这个意义上说,这些国家是唯一的。对于这些克隆,它表明,总产量是GHZ型。
2008-04-23 quant-ph
Quantum cloning with continuous variables
克隆机,即实现与不可克隆定理兼容的量子态的最佳近似复制的变换,在过去五年中一直是一个基本的研究课题。考虑到量子克隆和量子密码学之间的密切联系,这项研究具有特别重要的意义:使用最佳克隆器通常可以在量子密码系统中获得最佳个体窃听策略的紧界。本章将分析连续变量量子系统的克隆问题,并引入高斯克隆变换。这个克隆器同样可以复制任何两个正则共轭连续变量,以相同的保真度(F=2/3)复制所有相干态。还将讨论该克隆器的光学实现及其扩展到N到M克隆器。最后,使用此克隆的安全性评估的量子密钥分发计划依赖于连续(高斯)的密钥载体将勾勒。
2002-10-09 quant-ph
The optimal cloning of quantum coherent states is non-Gaussian
我们考虑了量子相干态的最优克隆,并将单克隆和联合保真度作为品质因数。这两个最佳的并行性获得相空间平移协变克隆。值得注意的是,联合保真度通过高斯克隆器最大化,而单克隆保真度可以通过非高斯操作增强:对称非高斯1到2克隆器可以实现约0.6826的单克隆保真度,明显高于高斯设置中的2/3的最佳保真度。这种最佳的克隆器可以实现的光学参量放大器的补充与非高斯双峰态的特定源的装置。最后,我们表明,最佳的1到无穷大的克隆,对应于一个测量和准备计划的单克隆保真度,不能超过1/2。这个值是通过高斯方案实现的,即使有补充的束缚纠缠态也不能超过。
2004-12-13 quant-ph
Optimal Cloning of Quantum States with a Fixed Failure Rate
如果我们允许克隆者有时完全失败,那么以任意先验概率完美克隆一组已知状态是可能的。在最佳情况下,失效概率是量子力学定律所允许的最小值。在这里,我们表明,它是可能的,以降低失败率低于完美的概率克隆,但付出的代价是,克隆是不完美的,全球保真度小于1。在一对已知状态的情况下,我们确定具有固定故障率(FFR克隆器)的克隆器的最佳保真度。最优性被证明是可达到的测量和准备协议的限制无限多克隆。最佳的协议包括歧视与一个固定的比率不确定的结果,然后准备适当的克隆。在近似无限克隆体的保真度中,收敛性显示出破缺的二级相变。
2016-09-06 quant-ph
Quantum Cloning without Interference
我们研究了干涉在量子克隆过程中的作用。我们表明,为了实现比经典克隆的量子位没有干扰是必要的。特别地,存在一大类对称通用1 $\to$ 2量子比特克隆器,其实现了这种机器的最佳平均保真度5/6,而不使用任何干扰。我们还获得了最佳的平均结晶度的干扰-无克隆在非对称的情况下,并讨论的关系的量子克隆发现的Bužek-Hillery量子克隆。
2008-07-10 quant-ph
Cloning the entanglement of a pair of quantum bits
结果表明,任何完美克隆所有最大纠缠量子比特对纠缠的量子操作都不能保持可分性。这个"纠缠不可克隆“原理自然地表明,量子力学仍然允许纠缠的某种近似克隆。我们研究了一个保持分离性的最优克隆机,它可以复制两个量子比特的所有最大纠缠态,每个克隆产生0.285比特的纠缠,而本地克隆机每个克隆只产生0.060比特的纠缠。
2003-10-13 quant-ph
Optimal mirror phase-covariant cloning
我们提出了一个量子克隆机,它克隆一个量子比特成两个克隆假设已知的模的期望值的泡利Z-矩阵。该过程被称为镜像相位协变克隆,对于该过程,输入状态比标准相位协变克隆的输入状态先验地更少被知道。通过推广Fiurasek [Phys.Rev.A64,062310(2001)]的方法,导出了最优克隆的极值方程,并进行了解析求解。描述了实现最优克隆变换的量子线路及其在量子点系统中的物理实现。
2009-09-10 quant-ph
About Covariant Quartit Cloning Machines
量子密码学和量子纠缠的研究传统上是基于二能级量子系统(量子比特),最近是基于三能级系统(量子比特)。我们研究了几类四能级系统的态依赖量子克隆。这些结果适用于对称和不对称克隆,因此也可以分析两个克隆的保真度之间的平衡。我们扩展瑟夫的形式主义克隆国家,以获得克隆机保持不变,在某些单一的转换。我们的研究结果表明,一个不同的克隆必须使用两个相互无偏的基地,这是由一个双阿达玛变换,比两个相互无偏的基地,是由傅立叶变换。这种不同的克隆是由于贝尔态的重新定义,尊重阿达玛变换的内在对称性。
2003-04-23 quant-ph
Photonic quantum simulator for unbiased phase covariant cloning
我们提出的结果的线性光学光子实现的量子线路,模拟相位协变克隆机,通过使用两个不同的自由度的一个光子。我们实验模拟两个镜像的$1\rightarrow 2$克隆人的行动,他们每个人都偏置到布洛赫球的相对区域的克隆状态。我们表明,通过应用这两个克隆的随机序列,窃听者可以减轻添加到原始输入状态的噪声量,因此准备克隆没有偏见,但具有相同的个人保真度,掩盖其存在的量子密钥分发协议。输入偏振量子比特态被克隆到同一光子的路径量子比特态中,该光子被识别为量子密钥分发协议中的潜在窃听者。该设备具有灵活性,以产生镜像版本,最佳克隆状态的北半球或南半球的布洛赫球,以及模拟最佳和非最佳克隆机通过调整每个克隆机上的不对称性。
2017-12-01 quant-ph
Separating the classical and quantum information via quantum cloning
提出了量子克隆在量子系统与经典观测器最优接口中的应用,具体描述了采用1->2克隆机对单个量子比特进行最小扰动测量,然后对单个克隆和反克隆或两个克隆进行广义测量的过程.该方案已被应用于提高有耗量子信道的传输保真度。
2005-08-06 quant-ph
Extremal quantum cloning machines
我们研究克隆一组状态的问题,这是不变的作用下的一个不可约群表示。然后,我们的特点是“极值”的凸集组协变克隆机的克隆人,其中可以限制搜索最佳克隆人。对于离散Weyl-Heisenberg群下不变的一组状态,我们证明了所有的极值克隆者都可以使用所谓的“双Bell态”来统一实现,从而为文献中用于在各种设置中找到最佳克隆者的流行的Anonymous提供了一般性的证明。我们的结果也可以推广到无限维连续变量最优克隆,其中协方差群是习惯的Weyl-Heisenberg位移群。
2005-08-25 quant-ph
Optimal universal quantum cloning and state estimation
我们推导出了一个严格的上限的保真度的通用N到M量子比特克隆,有效的任何M \geq N,其中克隆的输出需要支持的对称子空间。我们的证明是基于两个克隆子的级联以及量子克隆和量子态估计之间的联系。我们将量子克隆器的操作推广到由组成量子比特的对称子空间上支持的密度矩阵描述的混合和/或纠缠输入量子比特。我们还扩展了这种输入的最优状态估计方法的有效性。
1998-10-08 quant-ph
Optical implementation of continuous-variable quantum cloning machines
我们提出了高斯连续变量量子克隆机的光学实现。我们构造了一个对称的N -> M克隆机,它可以最优地克隆相干态,我们还提供了一个非对称的1 -> 2克隆机的显式设计。所有提出的克隆设备可以建立从一个单一的非简并光学参量放大器和几个分束器。
2000-12-12 quant-ph
Quantum Anti-Cloning
我们推导出了最优通用量子反克隆器的变换,该反克隆器对一个输入态产生两个反平行输出。示出保真度为2/3,这与测量保真度相同。我们考虑了一种概率量子反克隆器,证明了量子态可以以非零概率被精确反克隆,并且其效率高于区分两个量子态的效率。
2000-02-25 quant-ph
No-cloning of Orthogonal States in Composite Systems
不可克隆原理告诉我们非正交的量子态不能被克隆,但它并没有告诉我们正交的量子态总是可以被克隆的。我们建议的情况下,克隆转换受到限制,导致一种新型的无克隆原则。在由两个子系统组成的复合系统的情况下:如果子系统只能一个接一个地可用,则存在无法克隆正交状态的各种情况。令人惊讶的例子,这给了一个从根本上更好地了解量子密码学的基本概念。
1998-02-12 quant-ph
Impossibility of Cloning of Quantum Coherence
众所周知,克隆任意的量子态是不可能的。然而,这种不能直接导致量子相干性的不可克隆。在这里,我们证明了克隆任意量子态的相干性是不可能的,这比“量子态的不可克隆”更有力。特别是,与辅助系统作为机器状态,我们表明,它是不可能克隆的相干性的状态的相干性大于已知的状态上定义的变换的相干性。此外,我们的特点的类的状态,其中相干克隆将是可能的机器的一个给定的选择。此外,我们还找到了可以完美克隆相干态的最大范围。当我们不包括机器状态时,不可能性证明也成立。
2018-06-14 quant-ph
Surpassing the no-cloning limit with a heralded hybrid linear amplifier for coherent states
不可克隆定理指出,由于量子力学的线性,一个未知的量子态不能被精确地和确定地克隆。与这个定理相关联的是定量的无克隆限制,它为生成的克隆的质量设置了上限。然而,这个限制可以通过放弃决定论和使用概率方法来规避。在这里,我们报告的概率克隆的任意相干态,显然超过了无克隆限制的实验证明。我们的方案基于混合线性放大器,该放大器将理想的确定性线性放大器与基于测量的无噪放大器相结合。我们证明了高达五个克隆的生产,每个克隆的保真度明显超过相应的无克隆限制。此外,由于成功的克隆事件预示着,我们的计划有可能被采用在量子中继器,隐形传态和计算应用。
2016-10-27 quant-ph
Cloning and Cryptography with Quantum Continuous Variables
研究了连续谱量子变量的克隆问题。我们定义了一个高斯1到2克隆机,它同样很好地复制两个共轭变量,如位置和动量或光模式的两个正交分量。由此产生的克隆保真度相干态,即$F=2/3$,被证明是最佳的。一个非对称版本的高斯克隆,然后使用连续变量量子密钥分发计划,允许两个远程方共享一个高斯密钥的安全性进行评估。信息与干扰的权衡下,这种连续的量子密码方案,然后分析了最佳的个人攻击。研究了将高斯密钥转换为密钥比特的方法。扩展的高斯克隆最佳的$N$ - $M$连续克隆,然后讨论,它示出了如何实现这些克隆的光模式,使用相位不敏感的光放大器和分束器。最后,定义相位共轭输入$(N,N')$到$(M,M')$连续克隆器,从相干态的$N$副本和其相位共轭的$N'$副本(具有$M'-M=N'-N$)产生$M$克隆和$M'$反克隆。在某些情况下,这种新型克隆器的性能优于标准的$N$到$M$克隆器。
2001-07-23 quant-ph
Lambda's, V's and optimal cloning with stimulated emission
我们表明,最佳的普遍克隆的偏振态的光子可以通过受激发射在三能级系统中,无论是λ型和V型。我们建立我们的系统与耦合谐振子,这使我们能够分析实现的克隆转换的结构的等价性。这些转换被证明是等价于Buzek和Hillery以及Gisin和Massar发现的量子比特的最优克隆转换。以前发现的一些作者的下转换克隆作为一个限制的情况下获得。我们证明了一个有趣的等效系统的λ原子和系统的成对纠缠V原子。最后,我们讨论了我们的光子克隆和量子比特克隆之前考虑的物理差异,并证明了在我们的情况下,克隆的保真度的界限也适用于量子比特。
2000-03-07 quant-ph
Optimal cloning of qubits given by arbitrary axisymmetric distribution on Bloch sphere
我们找到了一个最佳的量子克隆机,它克隆的量子比特的任意对称分布的布洛赫矢量具有最高的保真度。该过程被称为相位无关克隆,与标准相位协变克隆相反,对于标准相位协变克隆,输入量子比特状态是先验更好地已知的。我们假设输入态的信息被编码在克隆量子比特的布洛赫球上的任意轴对称分布(相位函数)中。我们找到了描述最佳克隆转化和克隆保真度的解析表达式。作为一个例子,我们分析克隆的量子比特状态所描述的von Mises-Fisher和Brosseau分布。此外,我们表明,最佳的相位无关克隆机可以通过修改镜像相位协变克隆机,其中量子线路是已知的。
2010-10-29 quant-ph
Is It Possible To Clone Using An Arbitrary Blank State?
我们表明,在克隆过程中,无论是确定性不精确或概率精确,可以采取任意的空白状态,同时仍然使用固定的克隆机。
2001-11-29 quant-ph
Quantum information distributors: Quantum network for symmetric and asymmetric cloning in arbitrary dimension and continuous limit
我们证明,对于任何希尔伯特空间维数,最佳通用量子克隆器可以从基本相同的量子线路,即,我们找到了通用克隆机的通用设计。在无限维(包括连续变量量子系统)的情况下,通用克隆器基本上变成了经典设备。更一般地说,我们构造了一个通用的量子线路,用于在广义位移和动量反冲下协变地作用于任意维上的量子分布。这个协变分配器的行为由其初始状态控制。我们表明,合适的选择,这个初始状态产生通用克隆和优化克隆有限的字母表的状态,其状态相关的广义相空间位移。
2000-09-19 quant-ph
Generalised Asymmetric Quantum Cloning
我们研究的机器,采取N个相同的副本的纯qudit状态作为输入和输出一组M_A克隆的一个给定的保真度和另一组$M_B$克隆的另一个保真度。本文研究了这两种性能之间的折衷关系,并用一种通用的方法给出了N -> M_A+M_B最优克隆机的实例。一个泛化到两套以上的克隆也进行了讨论。最后,提出了一些这样的机器的光学实现。本文是[xxx.arxiv.org/abs/quant-ph/0411179]的扩展版本。
2005-05-20 quant-ph
Temperature effects on quantum cloning of states and entanglement
研究了当硬件的初始态或待克隆的原始态与热环境弱耦合时,对称普适和相位协变克隆变换及纠缠克隆器(量子比特情形)的性能.分析了每种变换的不同行为,并与理想情况进行了对比。
2009-01-01 quant-ph
Optimal probabilistic cloning and purification of quantum states
研究了量子态的概率克隆和纯化。这些概率操作的性能通过理想和实际输出状态之间的平均保真度来量化。我们提供了一个简单的公式,最大可实现的平均保真度,我们明确地展示了如何构建一个概率操作,实现这种保真度。我们举例说明了我们的方法,如相位协变克隆的量子比特,克隆的相干态,和纯化的量子比特通过去极化通道和振幅阻尼通道传输。我们的例子表明,概率克隆可能会产生更高的保真度比最好的确定性克隆,即使应克隆的状态是线性相关的,并从一个连续的集合。
2004-03-23 quant-ph
Probabilistic Cloning of Coherent States without a Phase Reference
我们提出了一个概率克隆计划独立于任何相位参考。该方案完全基于相位随机位移和光子计数,省略了对非经典资源和非线性材料的需要。在一个实验实现中,我们采用该计划克隆相干态的相位协变字母表,并证明克隆是能够超越迄今为止表现最好的确定性计划。输出状态之间的协方差分析表明,不相关的克隆可以渐近接近。一个有趣的特征是,即使在克隆过程之后,成功率和所实现的保真度之间的权衡也可以被优化。
2011-08-22 quant-ph
Experimental linear-optical implementation of a multifunctional optimal qubit cloner
我们提出了一个多功能设备的最佳克隆一到两个量子位的第一个实验实施。先前的实现一直被设计为相对于关于克隆状态的一种类型的先验信息来优化克隆过程。相比之下,我们的“所有功能于一身”的实施是最佳的几个突出的制度,如通用克隆,相位协变克隆,也是第一次实现镜像相位协变克隆,当泡利的Z算子的期望值的平方是已知的。在所有这些制度的实验装置产生克隆几乎最大可实现的平均保真度(理论极限的97.5%)。我们的器件在量子信息处理,特别是量子通信方面有着广泛的应用前景。例如,人们可以使用它对各种密码协议进行非相干和相干攻击,包括通过泡利阻尼信道的量子密钥分发的Bennett-Bennard 1984协议。它也可以作为一个状态相关的光子倍增器应用于实际的量子网络。
2012-05-18 quant-ph
Experimental Quantum Cloning with Prior Partial Information
当关于待克隆的状态的先验部分信息可用时,它可以以比通用量子克隆更高的保真度被克隆。我们利用核磁共振技术,通过报道第一个实验性的最优量子态依赖克隆,实验验证了克隆保真度和先验信息之间的这种有趣的关系。我们的实验可能进一步对许多量子信息处理协议产生重要影响。
2004-05-17 quant-ph
Cloning quantum entanglement in arbitrary dimensions
我们发现了一台量子克隆机,它可以最佳地复制一对$d$维量子系统的纠缠。它最大化包含在任何最大纠缠输入态的两个副本中的形成纠缠,同时保持非纠缠输入态的可分性。此外,它不能增加所有各向同性态形成的纠缠。对于大的$d$,每个克隆形成的纠缠度趋于输入态纠缠度的一半,这对应于经典行为。最后,我们研究了一个局域纠缠克隆器,它产生的纠缠克隆的四分之一的输入纠缠在大$d$限制。
2005-03-16 quant-ph
A universal cloner allowing the input to be arbitrary states in symmetric subspace
提出了一种广义通用量子克隆机,它允许输入为对称子空间中的任意态。当输入为相同的纯态时,它就退化为通用量子克隆机。广义克隆器是最优的,在这个意义上,我们比较输入和输出约化密度算子在一个量子比特。量子比特的结果被推广到任意维的状态。
2001-08-13 quant-ph
Probabilistic exact cloning and probabilistic no-signalling
我们表明,非本地资源不能用于概率信号,即使可以产生精确的克隆的帮助下的概率量子克隆机(PQCM)。我们表明,PQCM不能帮助区分两个统计混合物在一个遥远的位置。因此,量子理论排除了发送超光速信号的可能性,不仅是确定性的,而且是概率性的。我们给出了在纠缠系统中产生多个克隆的成功概率的一个界。
1999-08-17 quant-ph
Controlled Secret Sharing Protocol using a Quantum Cloning Circuit
我们证明了使用量子克隆电路控制秘密共享协议的成功概率的可能性。克隆电路用于将包含编码信息和{ \em途中}的量子位克隆到预期的接收者。协议的成功概率取决于用于克隆量子位的克隆参数。建立了初始预备态的并发度、克隆方案后接收者接收到的混合态的纠缠度与克隆机的克隆参数之间的关系。
2014-02-13 quant-ph
Optimal Quantum Cloning Machines
我们提出了量子克隆机(QCM),将N个相同的量子比特转换成$M>N$相同的副本,我们证明了这些副本的保真度(质量)是最佳的。详细讨论了克隆和测量之间的联系。当克隆的数量M趋向于无穷大时,每个克隆的保真度趋向于通过对输入量子位的测量可以获得的最佳保真度。更一般地,QCM是将量子信息转换为经典信息的通用设备。
1997-07-17 quant-ph
Pauli Cloners for Pauli Channels
JoS QUANTUM GmbH(JoS量子有限公司)
本文提出了一种量子电路架构,用于实现多量子比特的泡利克隆,并探讨了泡利误差与克隆器在量子通信中的应用。
2026-01-31 quant-ph
Symmetries in Quantum Key Distribution and the Connection between Optimal Attacks and Optimal Cloning
研究了最优集体窃听攻击和最优克隆攻击之间的联系,其中窃听者使用最优克隆者攻击量子密钥分发(QKD)协议.该分析是在[Devetak和Winter,Proc. of the Roy. Soc. of London Series A,461,207(2005); Kraus,Gisin和Renner,Phys. Rev. Lett. 95,080501(2005)]中的离散变量协议。我们考虑一个方案,其中的协议和克隆人配备了对称性。这些对称性用于定义量子克隆场景。我们发现,在一般情况下,它并不认为最佳的攻击是一个最佳的克隆。然而,有一些协议类别,我们可以通过最佳克隆器识别最佳攻击。我们分析了具有2,d和d+1个互无偏基的协议,其中d是素数,并表明对于具有2和d+1个MUB的协议,最优攻击是最优克隆者,但对于具有d个MUB的协议,它不是。最后,我们给出了识别具有不同信号状态但具有相同最优攻击的协议的标准。使用这些标准,我们提出了量子比特协议,具有相同的BB84协议或6状态协议的最佳攻击。
2011-12-15 quant-ph
Imperfect cloning operations in algebraic quantum theory
不可克隆定理认为不存在使非正交量子态完美克隆的幺正操作。本文的目的是研究在C*-代数框架下是否存在不完美克隆操作。我们定义了一个通用的$ε$ -不完美的克隆操作,容忍有限的损失$ε$的保真度在克隆状态,并表明,一个单独的系统的代数的观测是阿贝尔当且仅当有一个通用的$ε$ -不完美的克隆操作的情况下,保真度的损失小于1/4。因此,在这种情况下,在代数量子理论中不可能有通用的$ε$ -不完美克隆操作。
2014-09-30 quant-ph
Quantum Cloning Machines and the Applications
不可克隆定理是量子力学和量子信息科学的基础,它指出一个未知的量子态是不可能完全克隆的。然而,我们可以尝试以最佳保真度近似地克隆一个量子态,或者相反,我们可以尝试以最大的概率完美地克隆它。因此,针对不同的量子信息协议设计了各种量子克隆机。具体来说,量子克隆机可以用来分析诸如BB84协议、六态协议、B92协议及其推广等量子密钥分发协议的安全性。一些著名的量子克隆机包括通用量子克隆机、相位协变克隆机、非对称量子克隆机和概率量子克隆机等。近年来,量子克隆机的研究及其应用和实现在理论和实验上都取得了很大的进展。在这篇综述中,我们将对量子克隆的重要进展以及相关的一些问题进行全面的描述。另一方面,这篇综述是自洽的,特别是,我们试图提出一些详细的公式,以便在这些结果的基础上进行进一步的研究。
2014-08-02 quant-ph
Conditional implementation of asymmetrical universal quantum cloning machine
我们提出了两个可行的实验实现的最佳非对称1->2量子克隆的一个偏振态的光子。这两种实现都是基于最近的条件对称量子克隆实验的部分和最佳逆转。恢复过程仅通过对来自克隆和辅助的一个进行本地测量,然后对另一个克隆进行本地操作来执行。局部测量仅由单个不平衡分束器组成,在一个输出中跟随单个光子检测器,并且克隆中的不对称性由分束器的反射率控制。
2004-01-08 quant-ph
Part probabilistic cloning of linearly dependent states
从参考文献[物理学评论快报。80(1998)4999]我们知道,当且仅当从某个集合中秘密选择的量子态是线性无关的时,可以正克隆效率概率地克隆该集合中的所有量子态。本文研究了具有非负克隆效率的线性依赖态的概率量子克隆。我们证明了线性相关量子态的线性无关子集可以概率克隆当且仅当该子集中的任何一个态不能表示为集合中其他态的线性叠加。最佳可能的克隆效率也进行了研究。
2016-03-23 quant-ph
Cloning a real d-dimensional quantum state on the edge of the no-signaling condition
我们研究了一类新的量子克隆机,它可以在任意维的希尔伯特空间中平等地复制所有的实态。通过使用无信号条件,即克隆不能使超光速通信成为可能,我们推导出这类量子克隆机的保真度的上限。然后,对于每个维度d,我们构造一个最佳对称克隆器,其保真度饱和该界限。也可以执行类似的计算,以便恢复d维中的最佳通用克隆器的保真度。
2003-02-22 quant-ph
Linearly-independent quantum states can be cloned
量子力学的一个基本问题是,是否有可能复制一个任意未知的量子态。然后著名的量子不可克隆定理[Nature 299,802(1982)]对这个问题说不。但它留下了以下问题:如果状态不是任意的,而是从某个集合$\$={ | Ψ_1> ,| Ψ_2> ,... ,| Ψ_n> } $中秘密选择的,克隆是否可能?这一问题在量子信息理论中有着重要的应用,具有重要的现实意义。如果态$| Ψ_1>, | Ψ_2>,...$和$| Ψ_n> $是线性相关的,类似于不可克隆定理的证明,那么量子力学的线性性禁止这种复制。在本文中,我们证明了,如果状态$| Ψ_1>, | Ψ_2>, ...$和$| Ψ_n> $是线性无关的,它们可以通过幺正约化过程克隆。
1997-05-12 quant-ph
Universal Asymmetric Quantum Cloning Revisited
本文重新讨论了普适的非对称$1 \to 2$量子克隆问题。我们确定了这个优化问题的对称性,使我们能够获得最佳的量子克隆映射。此外,我们使用双极定理,一个著名的方法从凸分析,以完全可实现的单量子克隆质量的集合使用的保真度作为我们的品质因数,从这是更容易给出的最佳克隆映射和量化的质量权衡在通用的非对称量子克隆。此外,它允许我们使用一系列不同的品质因数来解析地指定可实现的单量子克隆质量的集合。
2017-06-27 quant-ph
Key Disclosing in Multiphotons with Quantum Cloning
量子密码中的多光子态降低了其安全性。研究了通用量子克隆机(UQCM)的密钥公开问题。虽然UQCM不能产生完美的克隆,但原始光子和不完美克隆之间存在一定的不变量。Stokes参数的方向不变量告诉我们辅助信息通向关键信息。因此,这种攻击对应于某种量子非破坏性测量。研究了它在最近的高性能量子密码Y-00协议中的应用。
2003-05-29 quant-ph
Experimental reversion of the optimal quantum cloning and flipping processes
量子克隆机将一个未知的任意输入量子比特映射成两个最优克隆和一个最优翻转量子比特。通过结合线性和非线性光学方法,我们实验实现了一个方案,克隆变换后,恢复原始输入量子比特的输出通道之一,通过使用本地测量,经典通信和前馈。这种重要的类似心灵运输的方法展示了在克隆过程中信息是如何被保存的。该过程的实现有望在现代多体量子密码学中得到应用。
2005-04-28 quant-ph
Probabilistic Metrology Attains Macroscopic Cloning of Quantum Clocks
最近的研究表明,基于后选择的概率协议提高了相位估计和量子时钟复制的性能。在这里,我们证明,在这两个任务的改进完全匹配的克隆数量增长到无穷大的宏观限制,保持渐近克隆和估计的成功概率的任意值之间的等价性。值得注意的是,克隆保真度关键取决于时钟哈密顿量的理性独立本征值的数量。我们还证明了概率计量学可以模拟克隆的宏观限制任意组的状态,只要模拟的性能是通过测试小组的克隆。
2014-06-09 quant-ph
Experimental Quantum Cloning of Single Photons
尽管量子力学的定律禁止完美复制未知的量子系统,但近似克隆是可能的。实现光子的量子克隆的一种自然方式是通过受激发射。在这种情况下,克隆质量的基本量子限制是由不可避免的自发发射的存在所强加的。在我们的实验中,一个单一的输入光子刺激额外的光子从源的参数下转换的基础上发射。这导致产生具有接近最佳保真度的量子克隆。我们还证明了复制过程的普遍性,通过显示任意输入状态实现了相同的保真度。
2002-05-23 quant-ph
Continuous-Variable Quantum Cloning of Coherent states with Phase-Conjugate Input Modes Using Linear Optics
提出了一种利用线性光学实现相位共轭输入模相干态连续变量量子克隆的方案。量子克隆机从相干态的$N$副本和相位共轭的$N$副本产生$M$相同的最佳克隆。由于该方案的光学实现仅采用简单的线性光学元件和零差检测,因此可以利用目前可获得的设置来直接实现。与Cerf和Iblisdir [Phys.Rev.Lett.] 87,247903(2001)],利用非简并光学参量放大器,我们的方案失去了相位共轭克隆的输出,被认为是不可逆的量子克隆。
2006-12-19 quant-ph
Cloning transformations in spin networks without external control
在本文中,我们提出了一种方法,量子克隆与未调制的自旋网络。克隆器是通过适当的网络设计和选择量子比特之间的耦合来实现的。我们表明,在相位协变克隆的情况下,XY耦合给出了最好的结果。在1->2克隆中,我们发现达到了最佳克隆器的保真度值,并且可以达到与一般N->M情况下的最佳值相当的值。如果满足一组合适的网络对称性,克隆的输出保真度就不依赖于图的具体选择。我们表明,自旋网络克隆是强大的静态缺陷的存在。此外,在噪声存在的情况下,它优于传统的方法。在这种情况下,保真度超过了量子门获得的相应值,即使是非常少量的噪声。此外,我们展示了如何使用这种方法克隆qutrits和qudits。通过海森堡耦合,也可以实现通用克隆器,尽管在这种情况下,保真度是最佳克隆器的10%。
2005-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph