Sending or not sending twin-field quantum key distribution with distinguishable decoy states
双场量子密钥分发（TF-QKD）及其变体可以克服量子密钥分发的速率-距离限制，这一点已在实验室和现场得到证实，但其带边信道的物理实现还有待进一步研究。通过实验发现，相位补偿后的TF-QKD所需的不同强度态的外调制在频域上都存在一个边信道。在此基础上，我们提出了一个完整的和不可检测的窃听攻击，命名为被动频移攻击，发送或不发送（SNS）的TF-QKD协议之间的任何差异信号和诱饵状态在频域中，可以扩展到其他缺陷与可区分的诱饵状态。我们分析了这种攻击，给出了实际安全密钥速率的上限公式，并将其与Alice和Bob估计下的密钥速率下限进行了比较，并考虑了主动奇校验对（AOPP）方法和有限密钥效应。仿真结果表明，Eve能够在远距离不被发现的情况下获得关于密钥比特的全部信息。我们的结果强调了源头实际安全的重要性，并可能为TF-QKD的实际实施提供有价值的参考。
2021-02-07 quant-ph
Sending quantum entanglement through noisy channels
本文讨论了量子纠缠通过（可能有噪声的）量子信道传输所引起的量子信息理论的一些一般性问题。由一对系统$R$和$Q$制备了一个纯纠缠态，然后对$Q$进行由超算符$\superop^{Q}$给出的动力学演化.对于这个过程，可以定义两个有趣的量：纠缠保真度$F_{e}$和熵产生$S_{e}$。事实证明，这两个量都不以任何方式依赖于系统$R$，而只依赖于$Q$的初始状态和动力学演化。$F_{e}$和$S_{e}$与其他各种熵和熵有关，并通过一个让人想起经典信息论的法诺不等式的不等式联系起来。从这些技术中可以获得一些关于量子密码协议的安全性和量子纠错码的本质的见解。
1996-04-22 quant-ph
One-shot inner bounds for sending private classical information over a quantum MAC
我们提供了通过量子多址接入信道发送私有经典信息的第一个内边界。我们这样做，通过使用三个强大的信息理论技术：速率分裂，量子同时解码的多址信道，和一个新的平滑的分布式覆盖引理经典量子信道。我们的内部边界是在一次拍摄设置中给出的，因此所使用的三种技术都是专门为在这种设置中工作而设计的。最后一项技术是这项工作的新技术，也是我们的主要技术进步。对于渐近iid设置，我们的一杆内界导致这个问题的最佳经典内界的自然量子模拟。
2021-05-13 cs.IT math.IT quant-ph
Field Test of Twin-Field Quantum Key Distribution through Sending-or-Not-Sending over 428 km
量子密钥分发使人们在通信中获得了信息理论上的安全。双场量子密钥分发（TF-QKD）由于其在长距离下的优异的密钥传输率而受到广泛关注。最近，TF-QKD的几个演示已经实现。尽管如此，这些实验都是在实验室中进行的，关于TF-QKD在现实世界中是否可行仍然是一个关键问题。采用主动奇奇偶配对（AOPP）方法，采用发送或不发送双场量子密钥分配（SNS-TF-QKD），在428 km商用光纤上进行了现场测试，两个用户在直线上物理距离约300 km。为此，我们明确地测量了部署光纤的相关特性，并开发了一个精心设计的高稳定性系统。我们实现的安全密钥速率突破了无中继QKD的绝对密钥速率限制。这一结果为TF-QKD和各种光纤QKD系统的现场测试提供了新的距离记录。我们的工作弥补了实验室演示和实际应用之间的差距，为具有高速和测量设备无关安全性的城际QKD网络铺平了道路。
2021-01-01 quant-ph
Teleportation of Accelerated Information
提出了一种理论上的量子隐形传态方案，通过不同类型的加速量子信道传送加速和非加速信息。对于加速信息，研究表明，随着初始量子信道纠缠度的增加，传送态的保真度也随之增加。然而，随着加速通道和加速信息之间的差异减小，保真度增加。非加速信息的保真度随着初始量子信道纠缠度的增加而增加，而量子信道的加速度对其影响不大。在加速的量子信道上发送量子信息的可能性比发送经典信息要好得多。
2012-06-17 quant-ph
Quantum Key Distribution without sending a Quantum Signal
量子密钥分发是一种量子通信技术，其中随机数被编码在量子系统上，通常是光子，并从一方Alice发送到另一方Bob。使用通过量子信号发送的数据，辅以经典通信，Alice和Bob可以共享无条件安全的密钥。如果只发送经典信号，这是不可能的。虽然这最后一个陈述是量子信息理论的一个长期存在的结果，但它只在非相对论环境中才是正确的。如果考虑相对论性量子场论，我们证明了在不发送量子信号的情况下，利用时空不同区域之间的内在纠缠来分发无条件安全的密钥是可能的。该协议在自由空间给定时域技术中是实用的，并且可能在近期内使用微波技术在原理上是可测试的。
2014-09-06 quant-ph
Quantum cost for sending entanglement
在距离较远的两方之间建立量子纠缠是量子信息处理中许多协议的关键步骤。提供长距离纠缠的一种可能性是在实验室内创建一个纠缠复合态，然后将一个子系统物理发送到遥远的实验室。但是，这是“最便宜”的方式吗？在这里，我们调查的最小“成本”，这是必要的建立一定量的纠缠两个遥远的当事人之间。我们证明了这个成本是内在量子的，并指定量子相关。我们的研究结果提供了一个最佳的协议纠缠分配，并表明量子关联是这项任务的必要资源。
2012-03-07 quant-ph
Source-independent quantum key distribution without pre-sending entanglement
School of Physics and Key Laboratory of Quantum State Construction and Manipulation (Ministry of Education), Renmin University of China（中国人民大学物理学院、量子态构建与操控教育部重点实验室）
本文提出一种源无关量子密钥分发协议，该协议无需预发纠缠源即可抵御所有已知和未知的源侧攻击，同时在保持光源不完美性鲁棒性的同时，实现了传输距离的加倍，理论分析显示非经典光源提供了传统激光无法实现的实用安全优势。
2026-04-30 quant-ph
Sending classical information through relativistic quantum channels
我们研究了狭义相对论如何影响经典信息通过量子信道的传输，通过评估的Holevo约束时，发送器和接收器是（相对论）相对运动。通过使用自旋1/2费米子的自旋自由度来编码经典信息，我们表明，对于某些配置，当自旋探测器移动足够快时，接收器中的可访问信息可以增加。这可以通过允许一个粒子的动量波包足够宽而其他粒子的动量波包保持相对窄来实现。通过这种方式，可以利用助推纠缠自旋1/2费米子的自旋和动量自由度的事实来增加前者的可访问信息。最后，我们讨论了这种相对论性的量子信道一般不能用完全正的量子映射来描述。
2013-04-16 gr-qc quant-ph
Quantum Cryptography Protocol Based on Sending Entangled Qubit Pairs
提出了一种新的量子密钥分发协议BB84。H. Bennett和G.在1984年，描述了空间上分离的两方如何通过传输单量子比特量子态来生成只有他们完全知道的随机比特串。任何试图窃听协议的行为都会引入干扰，而这些干扰可以被合法方检测到。在这篇硕士论文中，分析了BB84协议的新修改。而不是像BB84中那样逐个发送单个粒子，它们被分组，并且在传输之前对每个组应用非局部变换。每个粒子被发送到预期的接收器，总是延迟传输，直到接收器在认证的经典信道上确认了前一个粒子，限制窃听一次访问一个粒子的量子传输。因此，窃听者不能完美地撤销非局部变换。即使量子态的完美克隆是可能的，群的态也不能被克隆。我们计算的最大信息所提供的拦截-重发攻击和不同的转换引起的干扰建立的密钥。我们观察到，这是可能的，以显着减少窃听者的最大信息的关键-八分之一，在BB84的一个固定的，合理的干扰量。我们还表明，个人访问的粒子构成了一个根本的限制窃听者，并讨论了一种新的攻击类型对建议的协议。
2007-12-27 quant-ph
Fundamental bound on the reliability of quantum information transmission
信息论告诉我们，如果通过噪声信道发送信息的速率高于该信道的容量，那么传输必然是不可靠的。对于通过经典或量子信道发送的经典信息，在某些条件下，可以做出更强的声明，即传输的可靠性将随着信道使用的次数呈指数衰减到零，并且该声明的证明通常依赖于传输可靠性的某个基本界限。对于发送量子信息，从来没有给出这样的陈述或界限。我们给出这个界限，然后用它来给出第一个例子，其中以高于容量的速率发送量子信息的可靠性按指数衰减到零。我们还表明，我们的框架可以用来证明广义界的可靠性。
2013-02-21 cs.IT math.IT quant-ph
Deterministic Quantum Dense Coding Networks
我们考虑的情况下，确定性的经典信息传输之间的多个发射机和一个单一的接收器，当他们先验共享一个多部分的量子态-一个尝试建立一个确定性的密集编码网络。具体来说，我们证明了在两个或三个接收器和一个单一的接收器的情况下，广义Greenberger-Horne-Zeilinger（gGHZ）状态是没有好处的发送经典信息确定性超过经典的限制，除非当共享状态是GHZ状态本身。另一方面，具有特定参数的三量子比特和四量子比特广义W（gW）态以及四量子比特Dicke态可以提供在确定性密集编码中发送信息的量子优势。然而，有趣的是，在三量子比特场景中的数值模拟显示，来自GHZ类的确定性密集可编码的状态的百分比高于来自W类的状态的百分比。
2018-06-14 quant-ph
Boost clustering with Gaussian Boson Sampling: a full quantum approach
本文提出一种完全基于高斯玻色采样的新型聚类方法，利用其子图采样特性，在多个数据集上平均两项指标优于两种经典聚类算法，展示了全量子聚类的可行性。
2023-07-25 quant-ph
Twin-field quantum digital signatures
数字签名是信息安全中的一项关键技术，特别是在身份认证方面。与经典的通信相比，量子数字签名（QDS）提供了相当高的安全级别，即，信息安全理论目前，其性能受到密钥生成协议（例如，BB84或测量设备独立协议），其在信道容量方面基本上受到限制。幸运的是，最近提出的双场量子密钥分发可以克服这个限制。本文提出了一种双域QDS协议，并给出了相应的安全性分析。在密钥分发阶段，采用了一种特殊的密钥生成协议--发送或不发送双域协议，并实现了全参数优化方法。数值仿真结果表明，与现有的所有协议相比，新协议具有突出的安全性和实用性。因此，新协议为量子点系统的实际应用铺平了道路
2020-03-25 quant-ph
A novel approach to reducing information leakage for quantum key distribution
量子密钥分发（QKD）是量子信息科学的一个重要分支，它为无条件安全通信提供了希望。提高量子密钥分发的最终安全密钥速率和最大传输距离是量子密钥分发研究的核心问题。为了解决这个问题，大多数工作集中在减少QKD的信息泄漏。在本文中，我们提出了一种新的方法，以进一步减少信息泄漏，特别是考虑量子部分和后处理部分的信息泄漏之间的重叠。这种重叠意味着在以前的研究中，单独由多光子脉冲引起的后处理部分的信息泄漏被考虑了两次，即，无论是在量子部分还是后处理部分。由于Eve在量子部分通过光子数分裂攻击已经完全知道了多光子脉冲所携带的信息，因此在SKR计算中无需在后处理部分重复考虑。因此，我们的方法在理论上可以减少量子密钥分配协议的信息泄漏。基于这一思想，我们推导出计算诱饵BB84和发送或不发送双字段协议的信息泄漏量的公式。对这两种典型协议的仿真结果也表明，在实际实验参数下，该方法明显提高了SKR以及最大传输距离。
2021-11-21 quant-ph
The effect of noisy environment on Secure Quantum Teleportation of uni-modal Gaussian states
研究噪声环境对单模高斯态安全量子隐形传态的影响，发现压缩热库参数限制安全传态时长，增大初始态压缩参数可扩展成功传态的时间范围。
2023-09-04 quant-ph
Wiring up trapped ions to study aspects of quantum information
人们对开发传输量子信息的方法有很大兴趣。我们讨论了一种通过导线在两个囚禁离子之间传递量子信息的方法。捕获离子的运动在捕获电极中感应振荡电荷。通过将该电流发送到附近的第二个阱的电极，两个阱中的离子的运动被耦合。我们调查静电的设置，其中两个单独捕获的离子通过电浮线耦合。我们还讨论了实验问题，包括退相干的可能来源。
2009-03-23 quant-ph
The squashed entanglement of the noiseless quantum Gaussian attenuator and amplifier
我们确定了无噪声量子高斯衰减器和放大器的发送者和接收者之间可实现的最大压缩纠缠，并证明了它是通过发送无限压缩双模真空态的一半来实现的。证明的关键部分是对与真空态张量化的量子热高斯态进行双模压缩操作，得到量子高斯态的压缩纠缠的下界。这是量子高斯态压缩纠缠的第一个下界，为确定所有量子高斯信道的压缩纠缠开辟了道路。此外，我们确定了上述量子高斯态的经典压缩纠缠，并证明了它严格大于它们的压缩纠缠。这是第一次确定混合量子高斯态的经典压缩纠缠。
2019-11-03 math-ph math.MP quant-ph
Information Carrier and Resource Optimization of Counterfactual Quantum Communication
反事实量子通信以其独特的方式允许远程方传输信息，而无需在信道中发送任何消息载体。虽然在成功的信息传输时没有信息载体在信道中行进，但是不可能以比光速更快的速度传输信息，因此没有信息载体。在本文中，我们解决了一个重要的问题是什么携带的信息在反事实量子通信？并且在所使用的信道数量、在两个远程方之间传输1比特经典信息所消耗的时间以及完成反事实量子通信所需的量子比特数量方面优化反事实量子通信的资源效率。
2021-02-18 quant-ph
Noisy Teleportation
纠缠态是量子信息应用中的关键资源。其中一个应用就是量子隐形传态，其目的是通过量子信道传送量子比特。一般来说，这些量子信道都是有噪声的，因此限制了传输的保真度，本文考虑了噪声对隐形传态的影响，并最终得到了噪声存在下的隐形传态的保真度。
2006-06-19 quant-ph
On quantum error-correction by classical feedback in discrete time
我们考虑的问题，纠正所产生的错误发送量子信息通过噪声的量子环境中使用的经典信息从环境中的测量。对于离散时间马尔可夫演化，在环境测量固定的情况下，给出了量子信息完全可校正的判据，并刻画了相应的反馈。然后，我们分析的情况下，完美的校正是不可能的，在量子位的情况下，我们找到最佳的反馈最大化的信道保真度。
2004-03-12 quant-ph
Probabilistic teleportation and entanglement matching
隐形传态可以理解为通过量子信道发送和提取量子信息。本文指出，为了通过部分纠缠的量子信道获得最大概率的精确隐形传态，发送者（Alice）只需要对该信道进行满足“纠缠匹配”的测量.同时给出了接收方（Bob）采用一般演化提取量子信息的最优策略。
1999-10-06 quant-ph
Quantum Communications via Satellite with Photon Subtraction
非高斯连续变量量子态是许多量子信息协议的关键资源。这种状态的产生可以通过光子减法过程在通过信道发送状态之前在发射机侧发生，或者在接收到已经穿过信道的状态时在接收机侧发生。在通过往返于低地球轨道（LEO）卫星的通信信道实现的量子协议的背景下，尚不清楚什么样的光子减法设置将提供最佳性能。在这项工作中，我们表明，对于一个流行的版本的连续变量量子密钥分发之间的地面站和LEO卫星，光子减法在发射机侧是首选的设置。这样的结果与基于光纤的实现相反。我们的研究结果对未来所有寻求利用非高斯量子态提供的机会的天基任务都有影响。
2018-11-21 quant-ph
On balance of information in bipartite quantum communication systems: entanglement-energy analogy
我们认为信息是具有客观意义的主要物理实体。基于（i）纠缠是对应于内能的量子信息的一种形式（ii）发送量子比特对应于功的两个假设，我们证明了在封闭的二体量子通信系统中信息是守恒的。我们还讨论了纠缠能量类比的吉布斯-Hemholtz方程连接的纠缠形成，可压缩纠缠和束缚纠缠。然后，我们表明，在确定性协议的蒸馏的信息是保守的。我们还讨论了量子信息的客观性的背景下的信息解释的量子态和alghoritmic复杂性。
2000-06-20 quant-ph
Precise Phase Error Rate Analysis for Quantum Key Distribution with Phase Postselection
针对相位后选择QKD协议，本文提出精确相位错误率分析以更紧地界定窃听者信息，并在SNS-TFQKD与MP-QKD中验证其可显著提升长距离密钥率。
2023-12-11 quant-ph
N-qubit Quantum Teleportation, Information Splitting and Superdense Coding through the composite GHZ-Bell Channel
介绍了一个由GHZ和Bell对组成的奇比特纠缠系统，并阐述了它在量子隐形传态、信息分裂和超密集编码中的应用。在五量子比特系统上演示了超密集编码协议之后，我们证明了使用该信道可以通过发送“N+1 "个量子比特来发送”2N +1“个经典比特。发现五量子比特系统也是实现任意单量子比特和双量子比特隐形传态和量子信息分裂的理想系统。对于单量子位QIS，三种不同的协议是可行的，而对于双量子位QIS，仅存在一种协议。然后给出了任意N比特量子态隐形传态和量子信息分裂的协议。
2011-05-20 quant-ph
Normal form decomposition for Gaussian-to-Gaussian superoperators
在本文中，我们探讨了一组线性映射发送到自己的量子高斯态的集合。这些映射一般不是正的，这是一个可以用来检验给定的量子态是否属于高斯态凸包的特征（如果所考虑的映射之一将其发送到非正算子中，则上述状态被证明不属于集合）。推广的结果已知是有效的假设下，完全积极的，我们提供了一个表征这些高斯到高斯（不一定是积极的）超算子的特征函数的输入。对于单模映射的特殊情况下，我们还表明，任何高斯到高斯超算子可以表示为相空间膨胀的串联，其次是一个完全正的高斯通道的行动，可能与换位组成。虽然一个类似的分解失败的多模式的情况下，我们证明，它仍然持有至少在协方差矩阵上的均匀行动的进一步假设。
2015-05-20 math-ph math.MP quant-ph
Quantum key distribution with setting-choice-independently correlated light sources
尽管量子密钥分发（QKD）在理论和实验上取得了巨大的进展，但现有的大多数QKD实现的安全性还没有得到严格的证明。一个关键的障碍是，几乎所有现有的安全证明都对QKD设备进行了理想的假设。问题是，这样的假设在实验中很难满足，因此如何将这样的安全性证明应用于实际的QKD系统并不明显。幸运的是，测量设备中的任何缺陷和安全漏洞都可以通过测量设备无关的QKD（MDI-QKD）完美地关闭，因此我们只需要考虑如何保护源设备。在源设备的缺陷中，发送脉冲之间的相关性是主要问题之一。在本文中，我们考虑了一个设置选择独立的相关（SCIC）框架，其中发送脉冲可以呈现任意的相关性，但它们是独立于先前的设置选择，如位，基础和强度设置。在SCIC框架下，我们考虑了发送态的相对相位和强度等主要涨落，为有限密钥体制下的容失QKD协议提供了一个完备的信息论安全性证明.我们证明了在发送合理数量的脉冲内进行安全量子通信的可行性，因此我们相信我们的工作是保证QKD实现安全性的关键一步。
2018-03-26 quant-ph
A probabilistic and information theoretic interpretation of quantum evolutions
在量子力学中，状态的测量结果具有概率解释，而状态的演化被确定性地处理。在这里，我们表明，人们也可以把进化作为概率的性质，人们可以衡量'单一'发生。同样，我们可以通过定义一个完全正映射的熵来给出演化的信息论解释。这个熵给出了进化的信息内容可以被压缩的速率。人们不能压缩这些信息，仍然有一个未知的状态的演变行为，但我们证明了一个一般的计划，这样做的概率。这允许将超密集编码推广到量子信息的发送。人们也可以定义幺正的“相互作用-纠缠”，并集中这种纠缠。
2003-12-17 quant-ph
Time correlated quantum amplitude damping channel
我们分析了通过量子比特通道发送经典信息的问题，其中通道的连续使用是相关的。这一工作扩展了C. Macchiavello和G. M.帕尔马的情况下，一个非泡利通道-振幅阻尼通道。使用S. Daffer等人，我们推导了相关振幅阻尼通道。我们得到了与C相似的结果。Macchiavello和G. M. Palma，即在信道记忆程度一定的条件下，与使用乘积输入信号相比，使用纠缠输入信号可以增强信息传输。
2002-12-05 quant-ph
Quantum Coherence Bounds the Distributed Discords
在量子信息处理的许多协议中，通过发送信息载体在两个远程方之间建立量子关联是必不可少的步骤。我们得到的不和谐和一致性之间的权衡关系，在一个二部系统。然后利用相对熵和互信息的关系研究了二体量子态的相干分布。我们发现，增加的相对熵的两个远程方之间的不和谐是有界的载体和两个远程方之间的相干性的相对熵量化的非经典相关性，提供了一个最佳的协议不和谐的分布，并显示量子相关性是这样的任务的必要资源。
2022-03-23 quant-ph
Aligning Reference Frames Using Quantum States
我们分析了在单次传输中通过由N个基本自旋组成的量子信道发送指定正交三面体或参考系所需的信息的问题。我们分析得到最优策略，即，最佳编码状态和最佳测量。对于大的N，我们证明了平均误差在1/N内线性地趋于零。最后讨论了有限最优测度的构造。
2001-06-04 quant-ph
Unconditional privacy over channels which cannot convey quantum information
通过发送处于特殊准备的量子态的系统，双方可以在窃听者无法监听的情况下进行通信。这种被称为量子密码学的技术使人们能够验证量子系统的状态没有被篡改，因此无论窃听者的力量如何，人们都可以获得隐私。所有以前的协议都依赖于忠实地发送量子态的能力。事实上，直到最近，它们都可以简化为一个协议，通过共享最大纠缠态来确保安全性。在这里，我们表明这不需要是这样的情况-一个可以获得可验证的隐私，甚至通过一些通道，不能被用来可靠地发送量子态。
2007-02-08 quant-ph
Applications of coherent classical communication and the Schur transform to quantum information theory
量子力学不仅导致了新的物理理论，而且还导致了对信息和计算的新理解。量子信息开始于产生实现经典任务的新方法，例如因子分解和密钥分配，但也提出了一组全新的量子问题，例如通过量子信道发送量子信息或在量子计算机上有效地执行特定的基础更改。本论文为量子信息理论贡献了两个新的纯量子工具--前半部分的相干经典通信和后半部分的用于Schur变换的高效量子线路。
2005-12-30 quant-ph
Scheme for realizing quantum dense coding via entanglement swapping
量子密集编码是一种协议，用于通过仅发送一个量子比特（qubit）来从发送方（Alice）向远程接收方（Bob）传输两个经典比特的信息。本文提出了一种实验上可行的方案，在含有一定数量二能级原子的腔阵列中实现量子密集编码\textit{via}纠缠交换。适当选择系统参数，如原子-腔耦合和腔间耦合，可以实现完美的信息传输。高保真度的信息传输被证明是可能的，通过使用最近取得的实验值的上下文中的光子晶体腔和超导谐振器。为了模拟实验的缺陷，在耦合强度和共振频率的混乱被认为是。
2020-02-04 quant-ph
Conditional Mutual Information and Quantum Steering
量子转向最近已正式的转向资源理论的框架，并已介绍了几个量词。在这里，我们提出了一个信息理论量化的转向称为内在的可操纵性，它使用条件互信息来衡量一个给定的集合从一个具有本地隐藏状态模型的偏差。因此，我们有条件的互信息量子转向，并引入单调，满足某些理想的属性。量词背后的想法是抑制可以由不可访问的量子系统解释的相关性，然后量化剩余的内在相关性。固有可操纵性的变体发现操作意义为将测量选择和结果发送到窃听者的经典通信成本，所述窃听者拥有正被测量的底层二分量子态的净化系统。
2017-08-09 quant-ph
Zero knowledge convincing protocol on quantum bit is impossible
考虑两个当事人：爱丽丝和鲍勃，假设鲍勃被给予一个量子比特系统，该系统处于量子态$ϕ$，他不知道。Alice知道$ϕ$，她应该让Bob相信她知道$ϕ$，并发送一些测试消息。她是否有可能说服鲍勃提供他“零知识”i。e.他没有关于$ϕ$的信息吗我们证明了不存在这种“零知识”协议。事实证明，基于Alice的消息，Bob（或者第三方-- Eve --谁可以拦截消息）可以以非零概率合成未知量子比特状态$ϕ$的副本。这种“不通过”的结果对涉及量子态的信息{ \it}的信息处理施加了一般的约束。
2017-12-20 quant-ph
Quantum Lost and Found
我们考虑的问题，纠正所产生的错误发送经典或量子信息通过一个嘈杂的量子环境的计划，使用从测量环境中获得的经典信息。我们给出了量子或经典信息（在指定的输入基B中准备）基于测量M可校正的条件。基于这些准则，我们给出了噪声信道的示例，使得（1）没有信息可以通过这样的方案来校正（2）对于某个基B，存在校正测量M（3）对于所有基B，存在M（4）存在允许对所有基B进行完美校正的测量M。最后一种情况等价于纠正量子信息的可能性，并且证明等价于允许将信道表示为等距信道的凸组合的信道。这样的渠道是双重随机的，但不是相反。
2002-09-03 quant-ph
Secure alignment of coordinate systems by using quantum correlation
我们发现，相距遥远的两方可以使用共享的纠缠态和经典通信，以非常高保真的方式对齐他们的坐标系。此外，与以前提出的用于这样的任务的方法相比，即发送平行或反平行的自旋状态对或组，我们的方法具有使用单个量子比特测量的额外优势，并且也是安全的，使得第三方不会提取关于双方之间建立的对齐的坐标系的任何信息。后一种性质在许多其他量子信息协议中很重要，在这些协议中，测量不可避免地扮演着重要角色。
2017-07-18 quant-ph
Proof-of-Concept of Real-World Quantum Key Distribution with Quantum Frames
提出并实验研究了一种基于光纤的量子密钥分发系统，该系统利用偏振量子比特编码到微弱的激光脉冲中。作为一个新颖的功能，它允许通过强激光脉冲序列发送经典的成帧信息，这些脉冲序列先于量子数据。这允许同步、发送器和接收器识别以及通信信道中的时变双折射的补偿。此外，该方法还提供了一个平台，以通信实现特定的信息，如编码和协议，在未来的光量子网络。此外，我们报告我们目前的努力，以发展高速率的纠错。
2009-10-05 quant-ph
Entanglement-Enhanced Quantum Key Distribution
我们提出并分析了一个基于发送纠缠N量子比特态的量子密钥分发协议，而不是像Bennett和Bennard（BB84）的开创方案那样发送单量子比特态。由于量子比特是单独发送的，窃听者只能逐个访问它们。在拦截-重发攻击中，这个基本限制允许即使一个量子比特没有被拦截，窃听者关于传输密钥的信息也会消失。Eve的信息的隐含上限1/（2N）进一步被示出不是最低的，因为在N = 2的情况下，信息可以减少到小于BB 84中的信息的30%。一般来说，该协议至少与BB84一样安全。
2008-10-07 quant-ph
Information-theoretic security proof of differential-phase-shift quantum key distribution protocol based on complementarity
基于互补方法给出了差分相移（DPS）量子密钥分发（QKD）协议的信息论安全性证明[arXiv：0704.3661（2007）].我们的安全证明提供了比在基于Shor-Preskill方法[Phys. Rev. Lett. ${\bf 85}$，441（2000）]。这种改进是因为互补方法可以在估计泄露给窃听者的信息时采用关于Alice的发送状态的更详细信息。此外，我们消除了在先前的分析中估计泄漏信息所需的数值计算的必要性。这导致了一个优点，即我们的安全证明使我们能够评估任何块大小的DPS协议的安全性。本文强调了一个根本的区别之间的短Preskill和互补性的方法。
2017-04-29 quant-ph
Universal upper bounds for Gaussian information capacity
描述包含特定噪声的信息承载系统的最自然方式是加性高斯白噪声（AWGN）信道。在玻色子量子系统（特别是高斯情形）中，虽然基于最小输出熵猜想的证明，相位不敏感和热噪声通道的经典信息容量是可加的，但仍存在一些悬而未决的问题。通过将高斯噪声模型从热噪声推广到一般高斯噪声，我们严格地重新审视并计算了具有一般高斯噪声信道的单模信道的信息容量的这些强上界。在这项研究中，我们使用量子熵功率不等式（QEPI）的方法。这个框架给出了一个新的公式，找到上界的玻色高斯信道的信息容量。
2018-12-04 quant-ph
Distortion operator and Entanglement Information Rate Distortion of Quantum Gaussian Source
在正则算符的基础上引入了量子随机变量和畸变算符。作为率失真的下界，纠缠信息率失真是通过高斯映射来实现的。从畸变的物理意义出发，将一般高斯映射进一步归结为酉变换和加性噪声。计算了单模高斯源的纠缠信息率失真函数。率失真在零失真点是可访问的。对于纯态，率失真函数始终为零。与保真度定义的失真不同，我们定义的失真使得计算高斯源的纠缠信息率失真函数成为可能。
2005-11-30 quant-ph
Quantum information with Gaussian states
量子光学高斯态是一种重要的鲁棒量子态，可以通过现有的技术进行操纵。到目前为止，大多数重要的量子信息实验都是用这样的态来完成的，包括亮高斯光和弱高斯光。将离散量子态的量子信息的已有结果推广到连续变量量子态的情况是一项有趣的理论工作。量子高斯态在这种情况下起着核心作用。本文综述了高斯态的性质及其在量子信息中的应用，着重介绍了高斯态的基本概念、计算方法以及实验装置的不完善性对量子信息的影响。主要内容包括高斯态的基本性质及相关的量子信息器件、基于纠缠的量子任务如量子隐形传态、弱高斯态和强高斯态的量子密码及量子信道容量、量子纠缠的数学理论和高斯态的状态估计。
2008-01-30 quant-ph
Gaussian multipartite bound information
我们证明了高斯多体束缚信息的存在，这是一个经典的模拟高斯多体束缚纠缠。我们构造了一个三方高斯分布，从其中没有秘密密钥可以蒸馏，但不能创建本地操作和公共通信。此外，我们表明，约束信息的存在是有条件的存在的一部分对手的信息创建只有通过私人通信。对手的信息的这一部分的存在被发现是一个更通用的功能，通过映射的非经典相关的可分离的量子态的量子现象的经典类似物。
2013-02-07 quant-ph
Experimental multi-location remote state preparation
量子态的传输是量子信息科学的中心任务。远程状态准备（RSP）与隐形传态具有相同的目标，即传输量子信息而不物理地发送信息载体，但在RSP中，发送者知道要传输的状态。我们提出了两个和三个位置的RSP的实验演示。在我们的实验方案中，Alice（发现者）和她的三个伙伴共享四个和六个光子偏振纠缠单态。这允许我们对单个量子位状态、两个量子位Bell状态和三个量子位W或逆W状态的两个或三个副本执行RSP。讨论了制备两量子比特非最大纠缠GHZ态的可能性。我们的方案的一个显着特点是能够远程准备一个纠缠态的本地投影在爱丽丝。
2013-04-16 quant-ph
Towards fast quantum key distribution with quantum frames
提出并研究了一种基于光纤的量子密钥分发系统，该系统利用偏振量子比特编码到微弱的激光脉冲中。作为一个新颖的功能，它允许通过强激光脉冲序列发送经典的成帧信息，这些脉冲序列先于量子数据。这允许同步、发送器和接收器识别以及通信信道中的时变双折射的补偿。此外，该方法还提供了一个平台，用于在未来的光量子网络中传输特定于实现的信息，例如编码和协议。所有光学组件都可以以Gbps速率操作，这是Mbps密钥速率的首要要求。
2008-09-29 quant-ph
Quantum-enhanced Network Tomography
College of Information and Computer Sciences, University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校信息与计算机科学学院）；Department of Electrical and Computer Engineering, University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校电气与计算机工程系）
本文提出利用量子探针通过优化路由算法估计链路传输率，通过Fisher信息矩阵评估性能，实现光网络传输率的量子提升。
2026-04-28 cs.NI quant-ph
A strong converse for classical channel coding using entangled inputs
信道编码的一个完全通用的强逆命题是，当发送经典信息的速率超过量子信道的容量时，正确解码的概率在信道使用次数上呈指数级地变为零，即使我们允许码态在信道的几次使用中纠缠。这样的陈述以前只知道经典信道和量子身份信道。通过将问题与最小输出熵的可加性联系起来，我们证明了对于一大类通道，包括所有单位量子比特通道，d维去极化通道和Werner-Holevo通道，存在强逆。这进一步证明了将经典容量解释为信息传递的一个尖锐阈值的合理性。
2009-03-16 quant-ph
Gaussian Quantum Information
量子信息科学在过去二十年中兴起，其核心是对单个量子信息（称为量子比特或量子比特）的操纵。量子计算机、量子密码学和量子隐形传态是这个新领域中出现的最著名的思想。后来人们意识到，使用连续变量量子信息载体而不是量子比特，构成了量子信息处理的一种非常强大的替代方法。这篇综述集中在依赖于高斯态、高斯操作和高斯测量的任意组合的连续变量量子信息过程。有趣的是，这种对高斯领域的限制带来了各种好处，因为在理论方面，简单的分析工具是可用的，在实验方面，影响高斯过程的光学组件在实验室中很容易获得。然而，高斯量子信息处理为各种各样的任务和应用开辟了道路，包括量子通信、量子密码学、量子计算、量子隐形传态以及量子态和信道鉴别。这篇评论报告了这一领域的最新进展，从基本的理论工具和具有里程碑意义的实验实现到最近的成功发展。
2011-10-14 quant-ph
Accessible information of a general quantum Gaussian ensemble
本文在阈值条件下计算了一般量子高斯系综的可及信息，证明最优测量为高斯测量，推广了光学外差探测并扩展了规范不变情形的已有结果。
2022-03-08 quant-ph
On super additivity of Fisher information in fully Gaussian metrology
Basque Center for Applied Mathematics (BCAM)（巴斯克应用数学中心）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ)（维也纳量子科学与技术中心）；TU Wien（维也纳工业大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克，巴斯克科学基金会）
本研究证明在完全高斯计量中，当信息同时编码在位移和协方差矩阵时，Fisher信息可呈现超加性特性，并通过量子光学平台展示了其在参数估计中的应用。
2025-12-23 quant-ph
Deterministic Preparation of Non-Gaussian Quantum States: Applications in Quantum Information Protocols
我们提出了一种按需制备非高斯量子态的方案。相对于概率方法制备非高斯量子态，光子减法或加法的条件下，我们提出了一个方案，可以制备非高斯量子态的需求，通过应用幺正变换，消除了测量统计的高斯性的场的正交，即正交旋转通过传输通过分束器，使用双模光子数压缩态作为输入。由此产生的状态在正交空间中表现出量子涡旋结构，证实了其非高斯性质。这种非高斯量子态还揭示了增加的纠缠含量，如通过对数负性和维格纳函数负体积量化的，因此显示出在量子信息协议中应用的高潜力，特别是在纠缠蒸馏方案中的应用。
2021-10-07 quant-ph
