Faithful qubit transmission against collective noise without ancillary qubits
我们提出了一个忠实的量子比特传输方案与线性光学对集体噪声，而不是诉诸辅助量子比特。该系统由偏振分束器、分束器和半波片组成的三个非平衡偏振干涉仪组成，这使得该方案比现有技术更可行。成功传输的保真度为1，与集体噪声的参数无关，并且通过一些时间延迟器可以将获得未损坏状态的成功概率提高到100%。此外，该方案在单向量子通信中具有很好的应用前景，可以有效地抑制量子信道中的集体噪声引起的错误。
2007-10-03 quant-ph
Using entanglement against noise in quantum metrology
我们分析了量子精密测量中探针间纠缠和探针与外环间纠缠的作用。在没有噪声的情况下，已知非纠缠序贯策略可以实现与纠缠策略相同的海森堡标度，并且外部附属物是无用的。这在噪声的存在下发生了变化：在这里，我们证明了纠缠策略可以比非纠缠策略具有更高的精度，并且添加被动外部附属物也可以提高精度。我们分析了一些特定的噪声模型，并利用这些结果来推测噪声存在下的量子精密测量策略的一般层次结构。
2014-12-23 quant-ph
Faithful entanglement sharing for quantum communication against collective noise
我们提出了一个经济的设置忠实纠缠共享集体噪声。它由偏振分束器、半波片、偏振无关波分复用器和移频器组成。在多光子系统中，由噪声信道引起的每个光子的偏振态上的任意量子比特误差可以被拒绝，而无需诉诸于额外的量子比特、快速偏振调制器和非破坏性量子非破坏性检测器。它的成功概率原则上是100%，与噪声参数无关，可以直接应用于任何基于纠缠的单向量子通信协议。
2012-10-15 quant-ph
Security against jamming and noise exclusion in imaging
我们描述了一个协议，通过该协议可以保护成像系统免受恶意方的干扰。我们的协议不仅允许识别的干扰，但也允许恢复的真实图像从被卡住的。将该方法应用于量子鬼像干扰中，当成像光发生纠缠时，提高了干扰的检测概率。该方法还可以用于在一般噪声环境中提供图像恢复。
2016-09-09 quant-ph
Ultimate entanglement robustness of two-qubit states against general local noises
研究了在局域量子比特噪声作用下保持最长纠缠时间的二体纠缠态的最佳制备问题。我们发现，对于单位噪声，这样的状态总是最大纠缠，而对于非单位噪声，它不是。我们开发了一种非单位和单位量子比特通道的分解技术，在此基础上，我们找到了一般局部噪声的最终鲁棒状态的显式形式。我们说明了我们的研究结果在有限温度下的振幅阻尼过程，最终强大的状态保持纠缠长达2倍的时间比传统的最大纠缠态。
2018-01-21 quant-ph
Fault tolerant channel-encrypting quantum dialogue against collective noise
本文提出了两种抗集体噪声的容错信道加密量子对话协议。一种是针对集体失相噪声，而另一种是针对集体旋转噪声。无退相干态，每个由两个物理量子比特组成，充当对抗集体噪声的旅行态。Einstein-Podolsky-Rosen对是量子密钥的一种，它通过一个集体噪声信道预先在两个参与者之间安全地共享。通过量子私钥的加密和解密，每个双光子逻辑量子比特的初始态在两个参与者之间被私有地共享。由于量子加密共享每个行进逻辑量子比特的初始状态，因此克服了信息泄漏的问题。只要选择适当的旋转角度，旋转后的量子私钥可以重复使用，节约了量子资源。其信息理论效率接近66.7%。所提出的量子点协议只需要单光子测量，而不是双光子联合测量的量子测量。安全性分析表明，窃听者在对话过程中不可能在不被发现的情况下获得任何有用的秘密信息。此外，所提出的量子点协议可以在实验中实现与现有技术。
2022-05-05 quant-ph
Quantum coin flipping secure against channel noises
目前，已有的单次量子掷币（QCF）协议大多在噪声量子信道中失效。在这里，我们提出了一个嵌套结构的框架，使它有可能实现部分噪声容忍的QCF，由于有一个安全性和正义正确性之间的权衡。结果表明，通过将现有的或未来的协议填充到所提出的框架中，可以产生抗噪声的单次QCF协议。我们还证明了一个下限为0.25，在这个下限下，欺骗的Alice或Bob可能会使结果产生偏差。
2015-05-27 quant-ph
Experimental ancilla-assisted qubit transmission against correlated noise using quantum parity checking
我们报告了一种光子量子比特在不稳定光纤上传输方案的实验演示，该方案具有即插即用的特性，并且能够传输量子比特的任何状态，无论它是已知的，未知的，还是纠缠到其他系统。通过在光纤噪声的相关时间内在信号光子之后添加辅助光子并通过执行量子奇偶校验来实现对无噪声量子信道的高保真度。该方案具有简单、免维护和对节点间路径长度不匹配的鲁棒性等特点，适用于多用户量子通信网络。
2007-07-02 quant-ph
Error-detection-based quantum fault tolerance against discrete Pauli noise
一台量子计算机，一台能够在量子叠加态中处理数据的计算机--将找到包括因子分解、量子模拟和基本量子理论测试在内的应用。由于量子叠加是脆弱的，建造这样一台计算机的主要障碍是克服噪音。在过去几年中开发的基于错误检测而不是错误纠正的容错新方案似乎可以容忍每个门高达3-6%的噪声-比以前的程序好一个数量级。但证明技术无法证明这些有前途的容错方案可以容忍任何噪音。分析的基础上分解复杂的概率分布到简单的混合物，我们严格证明了存在的恒定的容许噪声率（“噪声阈值”）的错误检测为基础的计划。数值计算表明，这种方法产生的实际噪声阈值的下限为0.1%的噪声每门。
2006-11-30 quant-ph
Fault tolerance against amplitude-damping noise using Bacon-Shor codes
本文设计了一种基于Bacon-Shor码的容错方案，直接针对振幅阻尼噪声，构建了容忍多个阻尼错误的通用逻辑门集合并估计了容错阈值，证明了噪声自适应量子码实现容错的可行性。
2025-03-28 quant-ph
Postselection threshold against biased noise
目前量子计算机可以容忍的最高噪声估计是基于容错方案，该方案严重依赖于在没有检测到错误的情况下进行后选择。然而，没有证据表明这些方案甚至给出了正的可容忍噪声阈值。提出了一种概率噪声模型的正阈值证明方法。其主要思想是始终保持对量子态中误差分布的强控制。这种分布具有相关性，可以想象，这种相关性可能会随着后选择而失去控制。但事实上，误差分布可以写成附近分布的混合，每个分布都满足强独立性，因此不存在后选择放大的相关性。
2006-08-14 quant-ph
No-go theorem and optimization of dynamical decoupling against noise with soft cutoff
利用噪声相关的短时展开和数值优化方法，研究了动态解耦抑制软截止高斯噪声引起的退相干的性能。对于高频软截止噪声，在粒子数守恒条件下，不存在动态解耦方案来消除短时间内任意阶的退相干，无论控制的定时或脉冲整形如何。我们制定的方程优化脉冲序列，最大限度地减少退相干的最高可能的顺序的短时间的噪声相关性与奇功率项在短时间的扩展。特别地，我们证明了Carr-Purcell-Meiboom-Gill序列对于时间展开中具有线性序项的噪声相关在短时限下是最优的。
2013-01-31 quant-ph
Covariant feedback Control of arbitrary qudit state against Depolarizing Noise is impossible
在本文中，我们证明了不可能构造出一个以校正加在未知量子比特上的信道噪声为目标的共变量子反馈控制器。证明是基于寻找最佳的量子控制协议，它证明了不存在更好的% \textit{Complete Positive Trace %Preserving}（CPTP）映射完全的正和协变量子操作，提供了更高的保真度比平凡的身份运营商。并将研究结果推广到两体纠缠纯态。
2008-11-20 quant-ph
Robust Quantum Gates against Correlated Noise in Integrated Quantum Chips
针对集成量子电路中保真度无法预测实际性能的问题，基于几何框架在超导电路中实验实现了对抗准静态、空间相关等噪声的鲁棒单比特和双比特量子门，为构建抗噪声复杂电路提供了工具箱。
2024-05-23 quant-ph
Feed-forward control for quantum state protection against decoherence
我们提出了一种新的前馈控制及其反转方案来保护量子态不受退相干的影响。在噪声信道之前，我们的预弱测量和前馈只是将保护状态改变为几乎不受噪声信道影响的状态，而在噪声信道之后，我们的反向操作和后弱测量只是恢复保护状态。与以往的大多数状态保护方案不同，我们的方案只考虑噪声信道，而不关心被保护状态。我们证明了我们的方案可以有效地保护未知态、非正交态和纠缠态不受振幅阻尼噪声的影响。我们的方案具有显著的保护量子态免受强振幅阻尼噪声的优点，并且能够以几乎确定性的方式完美地保护某些特定的非正交态，这在当前的量子通信技术中可能会有一些应用。最重要的是，我们的方案在实验上是可用的。
2014-03-11 quant-ph
Robust Parametric Quantum Gate Against Stochastic Time-Varying Noise
School of Intelligence Science and Engineering, Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学智能科学与工程学院）
本文提出滤波函数增强的QCRL方法，用于在时变噪声下生成鲁棒的参数量子门脉冲序列，通过优化通用鲁棒性度量标准提升系统性能。
2026-03-25 quant-ph
Validating and controlling quantum enhancement against noise by motion of a qubit
开放量子系统的量子特性的实验验证和控制对于任何量子信息目的都是重要的。我们将运动的原子量子位视为泄漏腔内速度可调的量子存储器，采用量子见证作为量子性评估的品质因数。我们表明，这个模型构成了一个固有的物理实例，量子证人不正常工作，如果没有适当的优化。然后给出了最优的中间盲测量，使量子见证成为量子相干性的忠实测试者。因此，我们发现，更大的速度保护量子对噪声，导致混合量子比特光子纠缠的寿命延长和更高的相位估计精度。因此，控制量子比特的运动显示出它本身就是一个量子增强器。
2019-11-17 quant-ph
Robustness of non-abelian holonomic quantum gates against parametric noise
本文对一类非阿贝尔完整量子门的鲁棒性进行了数值研究。我们考虑到由于控制场的随机波动的参数噪声驱动的时间相关的哈密顿沿绝热环。所用的性能估计器是无噪声和有噪声完整门之间的状态保真度。我们进行了我们的分析与不同的相关时间，我们发现，有噪声的完整门似乎是接近无噪声的“短”和“长”噪声相关时间。这个结果可以解释为完整算子的几何性质的结果。我们的模拟是通过使用与激子方案有关的参数来实现完整量子计算的[P.Solinas et al.Phys.Rev.B67，121307（2003）]
2004-08-06 quant-ph
Designing arbitrary single-axis rotations robust against perpendicular time-dependent noise
低频时变噪声是实现完全可扩展量子计算机的主要障碍之一。大多数固态量子位平台，从超导电路到半导体中的自旋，都受到$1/f$噪声的极大影响。在用于抵消噪声对系统的影响的不同控制技术中，动态解耦序列是最有效的控制技术之一。然而，大多数动态解耦序列需要无界的瞬时脉冲，这是非物理的，只能实现身份操作。在限制有界控制字段的方法中，仍然需要使用实验室就绪控制字段实现任意门的协议。在这项工作中，我们引入了一个协议来设计有界和连续的控制领域，实现任意单轴旋转，同时屏蔽系统的低频时间依赖性噪声垂直的控制轴。我们展示了我们的方法的多功能性，提出了一组非负的控制脉冲，可立即适用于量子系统的约束控制，如单重态-三重态自旋量子比特。最后，我们证明了我们的控制脉冲对经典$1/f$噪声和随机量子浴建模的噪声的鲁棒性，表明我们的脉冲甚至可以优于理想的动态解耦序列。
2021-03-15 quant-ph
Noise Resilience of Quantum Key Distribution Protocols Secured Against Independent Attacks With One-Way Communication
VSB–Technical University of Ostrava（俄斯特拉发理工大学）；IT4Innovations, VSB–Technical University of Ostrava（俄斯特拉发理工大学 IT4创新研究院）；Institute of Theoretical and Applied Informatics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论与应用信息学研究所）
研究单比特量子密钥分发协议在抵御独立窃听攻击及单向经典通信密钥蒸馏场景下的抗噪声能力，引入基于噪声的度量，确定QKD能蒸馏渐近安全密钥的噪声阈值，发现六态协议抗噪声能力最强且后选择效率高，并分析了两种度量。
2026-07-14 quant-ph
Robust entanglement preparation against noise by controlling spatial indistinguishability
将复合量子系统转换成高度纠缠态通常是允许它们用于量子技术的必要条件。然而，在准备阶段不可避免的噪声的存在使得系统状态混合，从而限制了实现这一目标的可能性。在这里，我们解决这个问题的背景下，相同的粒子系统。在空间定域操作和经典通信（sLOCC）的操作框架内，我们定义了两个相同量子比特的任意态的形成纠缠。然后，我们引入了一个熵的措施下sLOCC作为信息资源的空间不可分割性。我们发现，空间的不变性，即使是部分的，可能会屏蔽纠缠噪声，保证贝尔不等式违反。这些结果证明了粒子身份作为有效的噪声保护纠缠产生的控制的基本作用。
2020-04-07 quant-ph
Control of Multipartite Entanglement through Anisotropy against Thermal Noise
University of Geneva（日内瓦大学）；The Institute of Mathematical Sciences, HBNI（数学科学研究所，HBNI）
研究各向异性XXZ链在热浴中的开放系统动力学，通过调制度尔参数提升低温下多体纠缠的鲁棒性，揭示相互作用诱导的光谱控制对量子计算平台中多体纠缠稳定性的机制。
2026-11-03 quant-ph
Robustness against parametric noise of non ideal holonomic gates
用于量子计算的完整门通常被认为对某些类型的参数噪声具有鲁棒性，这种鲁棒性的动机是在绝热极限中实现的变换的几何特征。另一方面，当接近绝热极限时，退相干的影响预计将变得越来越相关。从Florio等人[Phys.Rev.A73，022327（2006）]描述的系统出发，在这里我们讨论非理想完整门在有限操作时间的行为，即，在达到绝热极限之前。我们考虑了几种参数噪声模型，并研究了有限时间门的鲁棒性。所得到的结果表明，有限时间门提出了一些效果的干扰所引入的噪声模仿标准的完整门的几何抵消效果的抵消。然而，仔细分析的结果得出的结论是，这些影响是有关的动力学，而不是几何特征。
2007-05-09 quant-ph
Experimental protection of 2-qubit quantum gates against environmental noise by dynamical decoupling
由不同类型的量子位组成的混合系统如果结合了其组成量子位的有用特性，则有希望用于构建量子计算机。然而，如果一种类型的量子比特比其他量子比特更容易受到环境噪声的影响，它们也会带来额外的挑战。动态解耦可以通过减少由于环境噪声引起的去相干来帮助保护这样的系统，但是保护必须被设计成使得它不干扰驱动逻辑操作的控制字段。在这里，我们测试这样的保护方案的量子寄存器组成的电子和核自旋的氮空位中心的钻石。结果表明，处理与保护是相容的：退相时间几乎延长到电子自旋的纵向弛豫时间所给出的极限。
2015-04-01 quant-ph
Approaching Heisenberg-scalable thermometry with built-in robustness against noise
量子温度测量的一个主要目标是达到被称为海森堡标度的温度测量精度的$1/N$标度，但迄今为止仍处于起步阶段。主要的障碍是，通常需要的资源是高度纠缠的状态，这是非常困难的生产和非常容易受到噪音。在这里，我们提出了一个无纠缠的测温方案，以接近海森堡标度的广泛的$N$，它具有内置的鲁棒性，无论类型的噪声的问题。我们的方案适用于各种实验装置。此外，它可以作为一个基本的积木，促进以前的建议的测温达到海森伯标度，其应用不仅限于测温，但可以直接扩展到其他任务。
2022-07-08 quant-ph
Discriminating two nonorthogonal states against a noise channel by feed-forward control
本文提出了一种基于最小误差鉴别的方法，通过前馈控制（FFC）来实现对经过噪声信道后的两个非正交态的较好鉴别。我们表明，我们的计划的应用程序可以大大提高歧视的效果相比，ME歧视没有FFC的任何一对非正交的状态和任何程度的振幅阻尼（AD）。特别地，我们的最优鉴别的效果可以达到两个初始非正交纯态在噪声信道存在下的确定性鉴别效果，甚至优于概率鉴别效果.
2015-02-17 quant-ph
Two-party secure semiquantum summation against the collective-dephasing noise
在本文中，我们提出了一个两方半量子求和协议，其中两个经典的用户可以完成他们的私人二进制序列的求和与一个量子半诚实的第三方（TP）的援助。“半诚实”一词意味着TP不能与他人合谋，但能够实施各种攻击。该协议采用逻辑量子比特作为移动粒子，克服了集体失相噪声的负面影响，并且不需要任何双方预先共享随机密钥。安全性分析表明，该协议能有效地防止来自Eve的外部攻击和来自TP的参与攻击。此外，TP不知道求和结果。
2022-05-15 quant-ph
Accreditation Against Limited Adversarial Noise
University of Warwick（华威大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本文提出了一种改进的量子认证协议，以应对有限对抗噪声，同时保持高效和实用性。
2025-10-05 quant-ph
Achieving fault tolerance against amplitude-damping noise
随着人们对小型、嘈杂的量子计算设备的强烈兴趣，人们开始推动更大、更精确--因此也更有用--的量子计算机。虽然完全容错的量子计算机原则上能够使用受到一般噪声影响的设备实现任意精确的计算，但它们需要的巨大资源远远超出了我们目前的能力范围。一个中间步骤是构建有限精度的量子计算机，通过较低水平，因此成本较低的噪声去除技术来增强。这就是我们工作的动机，我们研究了针对影响量子设备的主要噪声的容错编码量子计算。具体来说，我们开发了一个协议的容错编码的量子计算组件的存在下，振幅阻尼噪声，使用4量子位代码和恢复程序量身定制的这种噪声。我们描述了一个通用的容错编码的小工具，并计算噪声的伪阈值，低于我们的计划导致更准确的计算。我们的工作证明了将量子容错的思想应用于目标噪声模型的可能性，概括了最近对偏置噪声容错的追求，超越了通常的泡利噪声模型。我们还说明了如何某些方面的标准容错直觉，主要是通过保利噪声的考虑，可以失败的更一般的噪音。
2022-03-14 quant-ph
Information leakage resistant quantum dialogue against collective noise
本文提出了两种在集体噪声信道下的抗信息泄漏量子对话协议。该方法利用无相干子空间消除两种集体噪声的影响，集体移相噪声和集体旋转噪声，其中每个逻辑量子比特由两个物理量子比特组成并且没有噪声。在这两个协议中，秘密信息都是通过两个复合酉操作编码在初始逻辑量子比特上的。此外，解码需要单光子测量而不是Bell态测量或更复杂的测量，使得所提出的两个协议更容易实现。每个逻辑量子比特的初始状态通过其辅助对应物的直接传输在两个认证用户之间私有共享。因此，在这两个协议中，信息泄漏的问题是避免。此外，详细的安全性分析还表明，Eve的几个著名的主动攻击，如特洛伊木马攻击，拦截重发攻击，测量重发攻击，纠缠测量攻击和相关性启发（CE）攻击可以有效地克服。
2022-05-05 quant-ph
Superior resilience of non-Gaussian entanglement against local Gaussian noises
纠缠分布任务遇到的一个问题是如何准备初始纠缠态，以便在受到局部噪声的影响时保持尽可能长的纠缠时间。在连续变量状态和局部高斯信道的领域中，人们很容易假设具有最鲁棒纠缠的最佳初始状态也是高斯的;然而，事实并非如此。在这里，我们证明了特定的非高斯双模状态下保持纠缠的影响下确定性的本地衰减或放大（高斯信道的衰减因子/功率增益$κ_i$和模式$i=1,2$的噪声参数$μ_i$）每当$κ_1 μ_2^2 + κ_2 μ_1^2 < \frac{1}{4}(κ_1 + κ_2) (1 + κ_1 κ_2)$，这是一个严格的更大的区域的参数相比，高斯纠缠是能够容忍噪声。这些结果改变了量子信息科学中的"高斯世界"范式（其中涉及高斯信道的优化问题的解决方案应该在高斯状态下获得）。
2023-02-12 quant-ph
A generalized echo squeezing protocol with near-Heisenberg limit sensitivity and strong robustness against excess noise and variation in squeezing parameter
我们提出了一个广义回声压缩协议（GESP）作为薛定谔猫态协议（SCSP）的推广，压缩参数的值是一个任意的数字，而不是π/2。我们分析表明，在很宽的范围内的压缩参数的灵敏度达到海森堡极限（HL）的根-2的一个因素。对于大量的粒子N，这个平台间隔几乎是从零到π/2的整个范围，并且灵敏度与N的奇偶性无关。因此，可以在不改变灵敏度的情况下在挤压参数的宽间隔上操作传感器。这与传统的回波压缩协议（CESP）形成对比，传统的回波压缩协议（CESP）仅在非常小的间隔内工作。与CESP相比，GESP的灵敏度在整个压缩参数范围内接近量子Cramér-Rao界。GESP的灵敏度的提高是由于两个参数的组合：相位放大因子（PMF）和噪声放大因子（NAF）。随着压缩参数值的增加，PMF和NAF都增加，保持PMF/NAF的比值不变，从而在HL处产生根-2的因子内的灵敏度增强。因此，GESP对过量噪声的鲁棒性很容易超过CESP的压缩参数的值的宽范围。因此，在实验研究的背景下，在过量噪声超过未压缩量子投影噪声的典型条件下，应该可以实现比CESP更高的灵敏度的净增强。最后，我们考虑GESP对碰撞与背景粒子的脆弱性，并显示如何在脆弱性和鲁棒性之间的平衡，对多余的噪声将在实践中确定的GESP参数的最佳选择。
2023-03-11 quant-ph
High-threshold topological quantum error correction against biased noise
量子信息可以免受退相干和其他错误的影响，但前提是这些错误足够罕见。为了使量子计算成为一种可扩展的技术，有必要制定能够容忍实际高错误率的量子纠错实用方案。在某些物理系统中，错误可能会表现出一种特征结构，可以仔细利用这种结构来提高纠错的效率。在这里，我们描述了一个方案的拓扑量子纠错，以保护量子信息从一个去相位偏置的错误模型，在这里我们结合了一个重复码的拓扑集群状态。我们发现，该计划容忍的错误率高达1.37%-1.83%，每个门，只需要在一个二维阵列的短程相互作用。
2013-12-12 quant-ph
Continuous-variable quantum key distribution: security analysis with trusted hardware noise against general attacks
利用连续变量量子密钥分发（CV-QKD）的完整安全框架，给出了CV-QKD系统在实际实现中的可组合安全性证明.我们考虑到设备的损失和贡献，从各种组件的过量噪声和评估性能对集体和一致的攻击，假设可信的硬件噪声。计算表明，该系统仍然可操作的信道损耗高达10.2 dB的集体攻击的存在下，在相干的存在下，高达7.5 dB。
2022-09-16 physics.optics quant-ph
Battle Against Fluctuating Quantum Noise: Compression-Aided Framework to Enable Robust Quantum Neural Network
本文提出压缩辅助框架QuCAD，通过离线构建模型库并在线适应噪声波动，使量子神经网络在波动的量子噪声下保持鲁棒性，在地震检测任务上实现显著准确率提升。
2023-04-10 quant-ph
Continuous-Variable Fault-Tolerant Quantum Computation under General Noise
本文研究连续变量（CV）系统在一般噪声下的容错量子计算，证明通过Gottesman-Kitaev-Preskill码可将CV系统的马尔可夫型噪声转化为逻辑量子比特噪声并给出明确界限，结合级联码阈值定理证明CV量子计算具有容错阈值，并指出需仔细管理状态能量。
2024-10-16 quant-ph
Affinity-based measurement-induced nonlocality and its robustness against noise
测量诱导非定域性（Measurement-induced nonlocality，MIN）是二分系统的量子关联度量，是局部不变的冯·诺依曼投影测量引起的全局效应的一个指标。众所周知，基于Hilbert-Schmidt范数的关联测度在捕捉量子态的非局域特性时是不可信的。本文针对基于Hilbert-Schmidt范数的最小均方问题，提出了一种新的基于亲和度的最小均方问题。这个量满足量子关联测度的所有标准。对于任意的纯态，证明了基于仿射度的最小值等价于其它形式的几何形式的相关测度。对于m个\times n维任意混合态，我们得到了该测度的一个上界.对于2 \times n维（量子比特）混合态，我们得到了一个封闭的MIN公式.我们将这些结果应用于两量子比特混合态，如Werner态、各向同性态和Bell对角态。为了说明基于仿射的测度对噪声的鲁棒性，我们研究了广义振幅阻尼信道下MIN的动态特性。
2019-05-17 quant-ph
Stabilizing Quantum Simulators Of Gauge Theories Against $1/f$ Noise
本论文研究量子模拟器中规范理论的模拟，证明基于线性规范保护的方案能有效抑制 $1/f^β$ 噪声引起的非相干误差，稳定规范不变性等关键特征，适用于现代模拟和数字 NISQ 设备。
2024-02-26 quant-ph
Right-sizing fluxonium against charge noise
我们分析了电荷噪声诱导的相干时间$T_2$的通量量子位作为在设备中的阵列结的数量，$N$的函数。纯退相速率随着$N$的减小而减小，但是我们发现弛豫速率增加，因此$T_2$作为$N$的函数达到最佳。这个最佳值可以比实验中通常选择的数值小得多，从而同时提高了通量鎓的相干性和简化了器件的制造。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Using adaptiveness and causal superpositions against noise in quantum metrology
本文推导了最一般自适应量子计量场景下的新精度界限，证明其渐近等价于并行方案，并解决长期猜想，同时表明因果叠加策略无渐近优势。
2023-01-10 quant-ph
How robust is a quantum gate in the presence of noise?
我们定义了几个量化措施的鲁棒性的量子门对噪声。对于所有的幺正量子门，得到了对去极化噪声鲁棒性的精确解析表达式，并且发现受控非是最鲁棒的两量子比特量子门，因为它是能容忍最大去极化噪声并且仍然产生纠缠的量子门.我们的研究结果使我们能够将几个分析上限的值的阈值量子计算，最悲观的误差模型中的最佳界为0.5。
2003-01-21 quant-ph
Fault-tolerant quantum computation against biased noise
我们制定了一个容错量子计算的方案，有效地对抗高度偏置的噪声，其中失相远远强于所有其他类型的噪声。在我们的方案中，量子计算机执行的基本操作是单量子位准备，单量子位测量和条件相位（CPHASE）门，其中CPHASE门中的噪声是有偏的。我们表明，量子计算的精度阈值可以通过利用这种噪声不对称性来提高;例如，如果移相在CPHASE门中以四个数量级支配所有其他类型的噪声，我们发现精确度阈值的严格下限比无偏噪声的情况高五倍。
2008-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Low-depth random Clifford circuits for quantum coding against Pauli noise using a tensor-network decoder
本研究证明，一维对数深度随机克利福德编码电路在泡利噪声下可达到哈希界编码率，并开发了相应的张量网络最大似然解码算法。
2022-12-09 quant-ph
Optimizing control fields for adiabatic protocols in the presence of noise
该研究针对噪声下的绝热量子计算，分析两量子比特AEP的抗噪性及最优控制方案，提出通过局域控制场提升三量子比特传态系统抗噪性的方法，可显著提升保真度，助力NISQ设备的绝热量子计算优化。
2023-06-12 quant-ph
Coherence in logical quantum channels
研究了量子纠错对相干噪声的有效性。相干误差（例如，幺正噪声）可以相长干涉，因此在某些情况下，受到相干误差影响的量子线路的平均失真度可能会随着电路尺寸的平方增加;相反，当误差是不相干的（例如，去极化噪声）时，平均失真度最坏会随着电路尺寸线性增加。我们考虑量子稳定器码对噪声模型的性能，其中对每个量子比特施加酉旋转，其中旋转的轴和角度对于所有量子比特几乎相同。特别是，我们表明，对于复曲面码受到这种独立的相干噪声，并为最小权重解码，纠错后的逻辑信道变得越来越不相干的代码的长度增加，提供的噪声强度衰减与代码的距离成反比。对于弱相关相干噪声，也有类似的结论。我们的方法也可用于分析性能的其他代码和容错协议对相干噪声。然而，我们的研究结果并没有表明，逻辑通道的相干性被抑制在更物理相关的情况下，噪声强度保持不变，因为代码块的增长，我们叙述的困难，阻止我们扩展到这种情况下的结果。尽管如此，我们的工作支持这样一种想法，即容错量子计算方案将有效地对抗相干噪声，为担心控制错误和与环境的相干相互作用的破坏性影响的量子硬件构建者提供了令人鼓舞的消息。
2020-04-23 quant-ph
Robustness of the concatenated quantum error-correction protocol against noise for channels affected by fluctuation
在量子纠错中，噪声通道的描述不可能完全准确，噪声通道中总是会出现波动。研究发现，在考虑物理噪声信道起伏的情况下，平均有效信道只与物理噪声信道的平均值有关，物理噪声信道的平均值在这里起着独立误差模型的作用。现在，可以得出结论，在独立误差模型中，以前的工作中的结果也适用于存在波动的平均信道。在一些典型的情况下，我们在级联的QEC协议的5-qubit码，7-qubit的Steane码和9-qubit的Shor的数值模拟证实了这一猜想。对于5量子比特码，随着级联能级的增加，有效信道近似于去极化信道。对于Steane码，随着级联电平的增加，有效信道近似为一个Pauli信道。对于Shor码，在每一级中，有效信道近似于Pauli-$X$和Pauli-$Z$信道中的一个，在下一级级联中，有效信道近似于另一个。同时，数值结果表明，对于这些码，其逼近度随着级联电平的增加而增加，噪声信道的起伏随着级联QEC的执行而指数衰减。在纠错门限上，信道保真度标准差衰减比大致有一个稳定值。另一方面，量子过程矩阵（泡利形式）的非对角元素的标准偏差比对角元素的标准偏差衰减得更快。
2019-10-02 quant-ph
Robustness of entanglement-based discrete- and continuous-variable quantum key distribution against channel noise
本文在理想装置条件下系统比较了基于纠缠的离散变量与连续变量QKD协议的抗信道噪声能力，证明DV方案具有明确优势，并给出CV协议可容忍噪声与衰减的基本界限及现实DV装置参数基准。
2023-12-04 quant-ph
Short seed extractors against quantum storage
一些（但不是全部）提取器可以抵抗具有有限量子存储的对手。在本文中，我们表明，Trevisan的提取器具有这种性质，从而显示了提取器对量子存储与对数种子长度。
2008-10-10 quant-ph
Two-qubit CZ gates robust against charge noise in silicon while compensating for crosstalk using neural network
使用硅自旋量子位的双量子位门的保真度受到电荷噪声的限制。当试图使用局部回波脉冲动态补偿电荷噪声时，串扰可能导致复杂化。我们提出了一种使用深度神经网络来优化分析设计的复合脉冲序列的组件的方法，从而产生对电荷噪声误差鲁棒的双量子位门，同时还考虑到串扰。我们分析了两个实验动机的情况。对于具有强EDSR驱动和可忽略串扰的场景，复合脉冲序列产生比简单余弦脉冲高出一个数量级的改进。在具有中等ESR驱动和明显串扰的情况下，使得简单的分析控制场是无效的，使用神经网络方法的优化允许保持数量级的改善，尽管串扰。
2022-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Security of Quantum Key Distribution Against All Collective Attacks
量子密钥分发对复杂攻击的安全性是量子信息理论中的重要问题之一。在这项工作中，我们证明了对一类非常重要的攻击称为集体攻击（在兼容的噪声模型下），使用量子存储器和门，并针对最终的密钥的安全性。虽然原则上可能存在比集体攻击更强的攻击，但没有发现明确的例子，而且必须强调，防止集体攻击的安全也意味着防止任何攻击的安全。
1998-01-12 quant-ph
On the Security of Quantum Cryptography Against Collective Attacks
对利用量子存储器和量子门直接攻击最终密钥的量子密钥分发方案提出了强攻击。我们分析了这种类型的一个特定的攻击，我们发现的密度矩阵提供给窃听者和最佳的信息，可以从中提取。我们证明了这种攻击的安全性，并讨论了安全性对任何攻击允许的规则的量子力学。
1997-01-06 quant-ph
NRQNN: The Role of Observable Selection in Noise-Resilient Quantum Neural Networks
本文研究噪声环境下量子神经网络训练难题，提出通过精心选择测量可观测量（如自定义厄米算子）增强抗噪性，避免贫瘠高原，提升至10量子比特的可训练性。
2025-02-25 quant-ph
Robustness of Variational Quantum Algorithms against stochastic parameter perturbation
本文通过微扰分析研究了变分量子算法在随机门误差下的去相干与能量估计偏差，确定了满足稳定性引理的噪声阈值，并在最多14量子比特问题上验证了不同门误差对相干性的影响差异。
2024-06-11 quant-ph
Certified Robustness of Quantum Classifiers against Adversarial Examples through Quantum Noise
National Taiwan University（国立台湾大学）；National Yang Ming Chiao Tung University（国立阳明交通大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）；IBM Research（IBM研究院）
针对量子分类器易受对抗攻击的问题，本文首次从理论上证明添加量子随机旋转噪声可提升其鲁棒性，关联差分隐私定义并推导可认证鲁棒性界，经IBM 7量子比特设备噪声模拟实验验证有效。
2023-04-28 cs.LG cs.NE eess.SP
