Efficient quantum algorithms for $GHZ$ and $W$ states, and implementation on the IBM quantum computer
我们提出了有效的算法与对数步长复杂性的纠缠$GHZ_N$和$W_N$状态有用的量子网络的生成，我们演示了IBM量子计算机上的实施高达$N=16$。改进的质量，然后研究使用低$N$ GHZ和W状态的全量子层析成像。这是完成宇称振荡和直方图距离分别为大$N$ GHZ和W状态。我们能够稳健地构建具有大约两倍于先前实现的量子位数的状态。最后，我们尝试量子纠错的GHZ使用最近的计划在文献中提出的，但与目前的退相干量，他们证明是有害的。
2018-07-15 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
Finite quantum tomography via semidefinite programming
利用凸半定规划方法和超算子方法，我们得到了几种混合量子态的有限量子层析，如：量子位层析、N-量子位层析、相位层析和相干自旋态层析，所得结果与文献\cite{schack,Pegg,Barnett,Buzek,Weigert}的结果一致.
2007-07-26 quant-ph
Universal quantum data compression via gentle tomography
量子态层析成像--通过对一个量子态进行测量来估计它的实践--在各种情况下都很有用。我们介绍“温和层析成像”作为保留测量的量子数据的层析成像的一个版本。作为温和层析成像的一个应用，我们描述了一个简单的多项式时间通用信源编码方法。
2004-03-10 quant-ph
Detection and correction of errors with quantum tomography
结果表明，量子层析成像可以检测和纠正无限数量的错误，在量子计算机上的量子算法的评估。
2001-06-25 quant-ph
Quantum Tomography Via Group Theory
在众多的状态重建技术中，所谓的“量子层析成像”似乎是最富有成果的。在这封信中，我将从开发量子层析成像的数学设备开始，稍后，我将解释它如何应用于各种量子系统。
2000-02-25 quant-ph
High-rate Generation and State Tomography of Non-Gaussian Quantum States for Ultra-fast Clock Frequency Quantum Processors
本文利用光学参量放大器和相敏放大器构建6-THz压缩光源与66-GHz零差探测系统，实现0.9 MHz速率的非高斯量子态生成与层析，比现有实验高近三个数量级，并指出突破超导探测器抖动限制后有望达到GHz乃至THz速率。
2024-02-27 quant-ph
Efficiency of quantum state tomography for qubits
从量子参数估计理论的角度讨论了量子态层析成像的效率问题，其中要求加权协方差的迹最小。结果表明，只有当采用特定的权重时，层析成像才是最佳的。
2011-05-19 quant-ph
Optimal estimation of quantum processes using incomplete information: variational quantum process tomography
我们开发了一个量子过程层析成像方法，变分重建过程的地图，使用噪声和不完整的动态信息。新方法包括最常见的量子过程层析成像方案。它基于Maciel等人在arXiv：1001.1793[quant-ph]中提出的变分量子层析成像方法（VQT）。
2011-03-25 quant-ph
Efficient direct quantum state tomography using fan-out couplings
Korea University（韩国大学）；Seoul National University（首尔大学）；Sejong University（世宗大学）
本文提出一种结合强测量估计与扇出耦合架构的直接量子态重构方案，实现常数深度电路，适用于稀疏目标态和验证任务，实验验证了四量子比特态重构和20量子比特GHZ态保真度估计。
2026-04-06 quant-ph
Bootstrapping Classical Shadows for Neural Quantum State Tomography
研究提出使用自回归神经量子态作为经典阴影层析的拟设，通过新的交叉熵损失估计器和重要性采样策略，克服传统方法在预测高权重和非线性可观测对象时的弱点，实现GHZ态稳定重构和混合态纯化。
2024-08-21 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
Experimental demonstration of Quantum Overlapping Tomography
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Xi'an Jiaotong University（西安交通大学）；Weifang University（潍坊学院）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
针对量子层析的指数时间复杂度问题，本研究开发贝叶斯态估计方法并实验演示量子重叠层析方案，证实其能以对数时间复杂度和更少测量次数获取多体量子系统准确关键信息。
2023-01-14 quant-ph
Shadow process tomography of quantum channels
本文将阴影态层析思想推广到量子过程表征，利用 Choi 同构建立测量次数界限并提出实现算法，显著降低理解大规模量子系统所需的测量开销。
2023-04-11 quant-ph
Quantum tomography with wavelet transform in Banach space on Homogeneous space
本文阐述了具有奇异和非奇异真空向量的齐次空间上的Banach空间小波重构方法与一些著名的量子层析术，如自旋的Moyal表示、离散相空间层析术、自由粒子层析术、零差层析术、相空间层析术和SU（1，1）层析术之间的密切联系。并详细解释了这些量子层析例子的原子分解和banach标架性质。最后讨论了Banach空间上的小波形式与Q函数之间的联系。
2008-01-25 quant-ph
Quantum State Tomography with incomplete data: Maximum Entropy and Variational Quantum Tomography
当我们没有信息完备的测量集时，量子态的估计值就不能唯一地确定。在这种情况下，在与可用数据兼容的密度矩阵中，通常优选的是最不具有丢失信息的密度矩阵。这是最大熵估计（MaxEnt）和变分量子断层扫描（VQT）的目的。在这里，我们提出了变分量子层析成像的一个变种，并显示其与最大熵方法在量子层析成像与不完整的测量集的关系。我们证明了它们的等价性的情况下，本征基测量，并通过数值模拟，我们强调他们类似的行为。因此，在修改后的VQT公式，我们有一个量子态的估计，无偏的MaxEnt和的好处，VQT可以更有效地解决了线性半定规划。
2013-06-03 quant-ph
Group Theoretical Quantum Tomography
本文利用单模李群的平方可积表示理论，研究了量子层析成像的数学基础。
2000-04-06 quant-ph
Boosting projective methods for quantum process and detector tomography
本文提出结合解析投影与交替投影的量子过程及探测器层析成像方法，在保持效率的同时将最近量子信道逼近精度提升三个数量级，并经多量子比特数值模拟验证。
2025-01-09 quant-ph
Tomography of parametrized quantum states
本研究拓展量子态层析成像基础至参数化量子态场景，提出统一框架与结合信号处理、压缩感知的即插即用算法，可实现带性能保证的参数化量子态及信道层析成像，并通过NMR等哈密顿量演化的阴影层析成像示例验证。
2024-07-17 quant-ph
Informationally Incomplete Quantum Tomography
在具有大希尔伯特空间的量子自由度的源的量子态层析成像中，例如光的量子态的推断，这些源的量子态的完整表征由于有限的资源而通常是不可行的。因此，信息不完全状态估计的概念变得重要。这些概念对于量子信道/过程层析成像的应用是理想的，其通常需要大量的测量设置用于量子信道的完全表征。量子态和量子过程层析成像的一些关键方面以教程评论文章的形式排列在一起，该文章迎合了量子层析成像领域的新学生和研究人员，重点关注最大似然相关技术作为指导性示例来说明这些想法。
2013-11-13 quant-ph
Variational quantum process tomography
量子过程层析成像是一种完全表征未知量子过程的实验技术。标准的量子过程层析成像遭受随着系统尺寸的增加而呈指数缩放的测量数量。在这项工作中，我们提出了一个量子机器学习算法，近似编码的未知幺正量子过程到一个相对浅的深度参数量子线路。我们证明了我们的方法，通过重建幺正量子过程产生的量子哈密顿演化和随机量子电路$8$量子比特。结果表明，这些量子过程可以重建高保真度，而所需的输入状态的数量至少是$2$数量级小于所需的标准量子过程层析成像。
2021-08-05 quant-ph
Optimal quantum tomography for states, measurements, and transformations
我们提出了第一个完整的优化的量子层析成像，状态，POVM，和各种类别的变换，为任意先验系综和任意表示，给出相应的可行的实验方案。
2008-06-06 quant-ph
Choi's Proof and Quantum Process Tomography
量子过程层析成像是一种可以完全实验表征未知量子操作的过程。我们重新解释崔的事实证明，任何完全积极的线性映射有克劳斯表示[林。Alg.和应用程序，10，1975]作为量子过程层析成像的方法。此外，该方法对求取Kraus算子的分析特别简单。
2002-01-25 quant-ph
Ultimate Precision of Direct Tomography of Wave Functions
与标准量子态层析成像相比，直接层析成像寻求对特定位置处的波函数的复值的直接访问（即，固定基础上的膨胀系数）。它最初是作为弱测量的一种特殊情况提出的，它可以推广到任意的测量装置。我们将“量子精密测量”的思想推广到复值相位的估计，并将其应用于波函数的直接层析成像。事实证明，重新制定可以帮助我们很容易地找到有效的估计的最佳测量。我们进一步提出了两种不同的测量方案，最终接近海森堡极限。在第一种方案中，被测系统的系综被复制，并在测量开始前对复制的系综进行时间反演变换。在另一种方法中，指针是在特殊的纠缠态中制备的，既可以是类GHZ最大纠缠态，也可以是对称Dicke态。在这两种方法中，参数的实部估计与拉姆齐型干涉，而虚部估计的振幅测量。
2019-11-18 quant-ph
Quantum teleportation with atoms: quantum process tomography
研究了在离子阱量子计算机上实现的量子隐形传态算法的性能。首先从六个输入态在Bloch球上均匀分布的隐形传态保真度的角度分析了该算法。此外，量子过程层析成像的隐形传态算法进行了提供了几乎完整的知识的算法。
2007-04-16 quant-ph
Experimental adaptive quantum state tomography based on rank-preserving transformations
量子层析成像是一种利用多个测量数据重建量子态的过程。量子层析成像算法的一个基本目标是找到将最大化通过测量获得的关于未知量子态的有用信息的测量。基于保秩变换的量子层析成像算法是近年来提出的一种量子层析成像方法。其主要思想是变换一个基本的测量设置的方式，提供一种情况，相当于测量的最大混合状态。只要完全混合状态的层析成像与其他状态相比具有最快的收敛，则该方法被期望是高度准确的。我们提出的数值和实验比较秩保持断层扫描与另一种自适应方法，其中包括测量的估计本征基和随机基断层扫描。我们还研究了如何提高保秩变换方法的效率，使用变换酉自由和测量集互补。
2020-08-04 quant-ph
Optimal and two-step adaptive quantum detector tomography
量子探测器层析成像是用于校准量子器件和执行量子工程任务的基本技术。在本文中，我们设计的最佳探测器状态的检测器估计的最小上界的均方误差（UMSE）和最大的鲁棒性的基础上。我们建立了量子探测器的最小UMSE和最小条件数，并提供了具体的例子，可以实现最佳的探测器层析成像。为了提高估计精度，我们还提出了一种两步自适应探测器层析成像算法，以优化探头状态的基础上修改的保真度指标自适应。我们提出了一个充分条件时，我们的两步策略的估计误差成反比的状态副本的数量。此外，将相干态的叠加态作为探测态用于量子探测器层析成像，并分析了估计误差。数值结果表明，所提出的优化和自适应量子探测器层析成像方法的有效性。
2022-01-12 quant-ph
Quantum tomography via equidistant states
我们研究了利用等距离态进行量子态层析成像的可能性。这类状态使我们能够提出一个非对称的信息完整的POVM基于层析计划。该计划是定义为奇数维，并涉及一个反演，可以分析进行傅立叶变换。
2009-10-30 quant-ph
Optimizing quantum process tomography with unitary 2-designs
我们表明，加权酉2-设计定义的最佳测量系统辅助输出状态的辅助过程断层扫描的单位量子信道。例子包括相互无偏酉算子基的完整集合。这些中的每一个指定最小系列的最佳正交测量。一般的量子信道也被考虑。
2008-01-24 quant-ph
Estimating the precision for quantum process tomography
量子层析成像是一种广泛应用的量子态和过程的完整表征工具。在目前的工作中，我们开发了一种方法，保证精度的量子过程层析成像。利用Choi-Jamiolkowski同构，我们推广了最近提出的量子过程的扩展范数最小化估计。我们的估计是基于量子过程的希尔伯特-施密特距离。具体地说，我们讨论了我们的方法的应用程序的超导量子处理器的量子门的IBM Q经验的框架。
2020-01-16 quant-ph
Experimental Demonstration of Self-Guided Quantum Tomography
稳健、准确和高效的量子断层扫描是未来量子技术的关键。传统的方法是不切实际的，即使是中等规模的系统，对噪声和错误不鲁棒。在这里，我们报告的实验演示的自我引导的量子断层扫描，一个自治的，快速的，强大的和精确的测量量子态的技术与显着更少的计算资源比标准技术。通过将层析成像视为投影测量优化问题来迭代地学习量子态。我们实验证明了对统计噪声和实验误差的鲁棒性单量子比特和纠缠双量子比特状态。我们的演示提供了一个完整的量子态表征在当前和不久的将来的实验中，标准技术是不可行的方法。
2016-02-12 quant-ph
Demonstration of Dispersion-Cancelled Quantum-Optical Coherence Tomography
我们提出了一个实验演示的量子光学相干层析成像（QOCT）。该技术利用纠缠双光子光源进行轴向光学切片。将QOCT与传统的光学相干层析成像（OCT）进行了比较。实验证明了QOCT对色散的免疫力，以及分辨率的两倍增强。
2003-04-24 quant-ph
Diagnosis, prescription and prognosis of a Bell-state filter by quantum process tomography
利用Hong-Ou-Mandel干涉仪，我们应用量子过程层析成像技术来表征一个典型的双光子操作（单态滤波器）中的误差和退相干。量子过程层析成像结果表明过程中存在很大的不对称性，并且还表明需要进行操作来校正这种不对称性。最后，我们量化的误差和退相干的滤波操作后，这种修改。
2003-04-30 quant-ph
Quantum process tomography of single photon quantum channels with controllable decoherence
我们刻画了单光子偏振量子比特的单位量子信道。通道由两个双折射晶体和波片组成，其中它们的消相干特性被控制。使用量子过程层析成像程序进行了两种不同的去偏振配置之间的实验比较。计算结果与理论预测吻合较好。
2012-03-15 quant-ph
Tomography of multi-photon polarization states in conditions of non-unit quantum efficiency of detectors
研究了探测器非单位量子效率的偏振多光子量子态层析成像。提出了一种新的量子层析成像协议。该协议考虑在具有n重符合事件的一个或多个通道中丢失多光子量子态的光子的事件。与标准的n倍符合协议相比，所提出的协议的优点是使用统计分析的方法证明。
2017-11-08 quant-ph
Robust, self-consistent, closed-form tomography of quantum logic gates on a trapped ion qubit
我们介绍并实验证明：（1）一个称为“门集层析成像”（GST）的框架，用于自洽地表征黑盒量子器件上的整个量子逻辑门集;（2）一个显式的线性反转门集层析成像（LGST）的封闭形式协议，其可靠性与诸如局部极大似然值等病理无关;以及（3）一种简单的协议，用于在不参考目标门的情况下，基于其预测一组测试实验的良好程度，客观地对断层摄影估计的准确性进行评分。我们使用门集层析术来表征单个捕获离子量子比特上的一组Clifford生成门，并比较（i）标准过程层析术;（ii）线性门集层析术;和（iii）极大似然门集层析术的性能。
2013-10-16 quant-ph
On quantum tomography on locally compact groups
在局部紧阿贝尔群$G$上引入量子层析成像.构造了由$G$的射影酉表示生成的$C^*$ -代数$A(G)$上的量子态集到特征函数空间的线性映射。导出了由$A(G)$确定量子可观测量的对偶映射符号。给定一个态的特征函数，引入了由一组概率分布组成的量子断层图。我们提供了三个例子，其中$G={\mathbb R}$（光学层析成像），$G={\mathbb Z}_n$（对应于相互无偏基地的测量）和$G={\mathbb T}$（层析成像的阶段）。作为应用，我们计算了量子Weyl通道输出态的量子层析图。
2022-01-16 quant-ph
Annealing Approach to Quantum Tomography
从理论上提出了量子层析成像的退火方法。首先，基于最大熵原理，我们引入经典参数来组合“量子模型（或量子态）”，给出一个潜在的代表未知的目标状态的先验。然后，我们制定了量子层析成像的经典参数的优化问题，通过使用相对熵的参数化状态的目标函数是最小化。我们表明，目标函数是物理上可实现的，至少在理论意义上，作为一个有效的哈密顿诱导的物理相互作用的系统与环境系统准备在目标状态。推论，将量子退火应用于有效哈密顿量，我们可以通过获得给出最佳参数的基态来执行量子层析成像。
2019-04-04 quant-ph
Symplectic tomography as classical approach to quantum systems
通过使用一个概括的光学层析成像技术，我们描述了一个量子系统的动力学方程的一个纯粹的经典概率分布，其中包含完整的信息系统。
1996-03-03 quant-ph
A de Finetti Representation Theorem for Quantum Process Tomography
在量子过程层析成像中，可以将实验者的先验信息表示为量子操作序列，即，保迹完全正映射与de Finetti的概率分布的交换量概念类似，我们给出了量子操作序列的交换量定义。然后，我们的状态，并证明了这样的可交换序列的表示定理。该定理导致一个简单的表征，可接受的先验量子过程层析成像和解决贝叶斯满意的问题，一个未知的量子操作。
2003-07-28 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
Partial standard quantum process tomography
本文利用SQPT的一般定理，给出了用Choi算子展开的$chi$中任意矩阵元的一种标度确定方案。
2011-05-16 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
Optimal quantum tomography
本简短的评论文章说明了量子层析成像的最新理论发展，关于数据处理和设置的一般优化方法。基本的理论工具是信息完全测量。该装置的优化理论基于量子梳的新理论方法。
2017-02-28 quant-ph
Tomography of Quantum Operations
量子操作描述了量子力学中允许的任何状态变化，包括开放系统的演化或由于测量而导致的状态变化。在这封信中，我们提出了一个通用的方法，基于量子断层扫描实验测量的矩阵元素的任意量子操作。作为输入，该方法只需要一个纠缠态。该技术的电磁场的可行性，并说明了基于零差层析成像的双光束的实验装置。
2000-12-14 quant-ph
Experimental Investigation of Nonideal Two-qubit Quantum-state Filter by Quantum Process Tomography
我们利用量子过程层析术来研究和识别非理想两量子比特量子态滤波器在不同程度的退相干下的功能。我们提出了一个简单的退相干模型，解释了实验结果，并指出，一个分束器后选择过程是不是，通常认为，一个单态过滤器。在理想情况下，它是一个三态滤波器。
2005-01-05 quant-ph
Pairwise tomography networks for many-body quantum systems
我们引入了成对层析网络的概念来研究多体系统中的量子特性，并证明了一种有效的协议来实验测量它们。成对层析成像网络是多路复用网络的生成器，其中每一层表示相关量化器的图，例如，同时，量子不和谐，纯度，量子互信息，或经典相关。我们提出了一种测量方案，以执行两个量子位断层扫描的所有对显示指数改善的量子位数$N$相对于先前现有的方法。我们通过几个例子说明了我们的方法的有用性，揭示了它对量子计算，通信和模拟的潜在影响。我们进行了一个原理验证实验，展示了IBM Q设备上$W$状态的成对断层扫描网络。
2020-06-25 quant-ph
Accuracy features for quantum process tomography using superconductor phase qubits
提出了一种基于超导相位量子比特的量子过程精确统计控制方法。使用通用的量子层析成像方法，我们提供了一个2-qubit门SQiSW，这是由于量子位之间的电容耦合的层析成像的准确性的详细分析。所开发的方法可以成功地应用于超导量子信息技术的质量和效率问题。
2011-06-15 quant-ph
Tomography-based Quantum Key Distribution
先前已经表明，量子态断层扫描可以用于增加量子密钥分发（QKD）的密钥速率，用于量子比特的特殊情况（即，d=2）。在这里，我们考虑更高维度的情况，即，qudits的量子密钥分配方案，并表明，对于素数d>2，与标准的（d+1）基方案相比，量子态层析成像也可以提高d维基于qudit的QKD方案的密钥速率.我们将我们的结果应用到以前的基于OAM（轨道角动量）编码的QKD实验中，并证明了基于断层扫描的QKD协议的优势。此外，我们比较了基于断层扫描的QKD协议和参考帧无关的QKD协议的密钥速率。我们表明，对于一个旋转通道，这两个协议给出了相同的密钥速率。然而，对于任何其他信道，基于断层扫描的QKD协议总是给出比参考帧无关的QKD协议更高的密钥速率。
2020-08-26 quant-ph
Statistical Estimation of Quantum Tomography Protocols Quality
提出了一种新的计算量子态层析成像协议效率的方法。它是基于一个先验估计的质量的任意协议的普遍渐近保真度分布和条件数，它采取最小值为更好的协议。我们证明了充分的方法与数值模拟和实验实现的几个实际重要的协议的量子态层析成像。
2010-02-18 quant-ph
Diluted maximum-likelihood algorithm for quantum tomography
我们提出了一种改进的迭代似然最大化算法，用于从一组层析测量重建量子态。该算法的特点是具有很高的收敛速度，并具有一个简单的自适应过程，确保似然增加，在每一个迭代和收敛到极大似然状态。将该算法应用于囚禁离子光学态的零拍层析和纠缠自旋态的量子层析，并研究了其收敛性。
2007-02-22 quant-ph
Maximum-likelihood algorithm for quantum tomography
在经典图像处理的背景下讨论了光学零差层析成像。这两个领域之间的类比被跟踪，并用于制定一个迭代的数值算法重建的维格纳函数从零差统计。
1999-04-15 quant-ph
Efficient tomography of quantum processes
我们用显式公式证明了仅用一个弱纠缠态就可以完全识别一个未知的量子过程;用一个双模压缩态或几个不同的相干态就可以识别一个量子光学高斯过程。在多模式过程的层析成像中，与现有方法相比，我们的方法以指数方式减少了不同测试状态的数量。
2010-10-04 quant-ph
Evidence procedure for efficient quantum state tomography
我表明，在层析成像实验测量的一小部分可观的足以确认或增量修改先前的期望具有高度的信心。为此，我适应的证据程序，在经典的图像重建中使用的估计技术，用于量子态层析成像。
2010-06-27 quant-ph
