数态与相干态之间的内插

在正映射和完全正映射之间插值：一种新的纠缠态层次结构

Interpolating between positive and completely positive maps: a new hierarchy of entangled states

Institute of Physics, Faculty of Physics, Astronomy and Informatics Nicolaus Copernicus University（尼古拉·哥白尼大学物理、天文学和信息学学院物理研究所）

本文引入了一种新的正映射类，介于正映射和完全正映射之间，为纠缠态提供了新的表征，并改进了基于 Schmidt 数的纠缠态分类。

2021-04-28math-phmath.MPquant-ph

光子热态下压缩相干光子的平均数和数方差

Mean Number and Number Variance of Squeezed Coherent Photons In a Thermal State of Photons

我们考虑了光子的平衡热态，确定了压缩相干光子的平均数和数方差。我们使用一个积分表示的电磁辐射适用于系统的平衡和系统的非平衡，以确定的光谱函数的辐射。所考虑的系统处于热平衡，我们发现压缩相干光子处于比光子本身更高的温度。而且，正如预期的那样，压缩相干光子的平均数大于光子的平均数。

2020-04-16quant-ph

数态滤波相干态

Number state filtered coherent state

相干态中的数态滤波导致亚泊松光子统计。与相干态相比，这些态更适合于相位估计。这些国家的非经典量化的维格纳函数和纠缠势的负性。从相干态中过滤真空几乎就像光子相加一样。然而，滤波使状态比光子添加更能抵抗耗散。对于双向量子密钥分发协议，真空态过滤相干态的性能优于加光子相干态。提出了一种在多光子原子与光场相互作用中产生这些态的方案。

2018-01-16quant-ph

光子数超选择与纠缠相干态表象

Photon-number superselection and the entangled coherent-state representation

我们介绍了纠缠相干态表象，它提供了一个强大的技术，有效地和优雅地描述和分析量子光学源和探测器，同时尊重光子数超选择规则，是由所有已知的量子光学实验所满足的。我们应用纠缠相干态表象来解释和解决激光输出场的相干性、两个数态之间的干涉以及相干态的量子隐形传态的二分法解释等长期存在的难题。

2003-10-26quant-ph

利用数态滤波相干态提高相位灵敏度

Enhancing phase sensitivity with number state filtered coherent states

数态过滤相干态是从相干态中去除一个或多个数态而得到的一类非经典态。如果将这些非经典态作为输入态，则可以提高干涉仪的相位灵敏度。与输入态的量子克拉美-罗限（QCRB）有关的最佳相位灵敏度提高到标准量子极限之外。有人认为，删除一个以上的合适的数量状态导致更好的相位灵敏度。作为这方面的一个重要的限制情况下，偶数和奇数相干态，其中奇数和偶数的状态被过滤的相干态分别考虑。这些极限情况下的最佳相位灵敏度等于压缩真空的相位灵敏度。据观察，相位灵敏度的改善是不成正比的输入状态的非经典。

2020-01-08quant-ph

光子和压缩相干光子的特征函数和准几率分布

Characteristic function and quasi-probability distribution of photons and of squeezed coherent photons

本文研究了光子热态下压缩相干光子的p序特征函数及其傅里叶变换，即准分布函数，计算了压缩相干光子的平均数和数方差。从先前的特征函数计算的所有性质可以用于经由参数变换来计算处于压缩相干光子的热状态的光子的所述性质。特别地，可以通过参数变换获得平均数和数方差。

2021-01-12quant-ph

利用相干光和非经典可观测量构造量子随机数generator

Proposal for a quantum random number generator using coherent light an a non-classical observable

原型量子随机数（随机位）发生器（QRNG）由一个光子在一个时间落在一个$50:50$分束器，然后随机检测在一个或其他其他输出光束由于量子力学的不可约概率性质。由于难以按需产生单光子，因此在实践中使用弱相干（激光）光脉冲。在本文中，我们采取了不同的方法，一个使用适度的相干光。它示出了一个QRNG可以通过执行光子数奇偶性测量来实现。对于中等相干光，在光子计数中获得偶宇称或奇宇称的概率分别为$0.5$。单光子分辨率的光子计数可以通过使用级联的分束器和单光子探测器来进行，就像最近在涉及相干光的基于光子数奇偶性的干涉测量实验中所做的那样。

2022-02-18quant-ph

用光子数分辨探测器鉴别光学相干态

Discrimination of Optical Coherent States using a Photon Number Resolving Detector

分辨非正交量子态是量子测量理论中的一项基本任务。在这项工作中，我们研究了一个量子测量策略，能够区分两个相干态的概率与显着更小的错误概率比可以使用非概率状态歧视。我们发现，对光子数分辨探测器的测量数据进行适当的后选择，可以在很小的误差概率下区分两个相干态。我们比较我们的新接收机之间的最小误差歧视和明确的状态歧视的最佳中间测量。

2009-07-14quant-ph

利用相干态和光子数分辨探测器增强图像对比度

Enhancing image contrast using coherent states and photon number resolving detectors

我们用光子数分辨探测器对衍射极限光束的横向轮廓进行了实验测量。我们观察到强压缩的衍射光束轮廓高检测光子数。这种效应导致比传统的辐射轮廓之间的两个艾里盘光束分离的瑞利准则更高的对比度。

2010-01-20quant-ph

su（1，1）李代数的相干态、位移数态和Laguerre多项式态

Coherent states, displaced number states and Laguerre polynomial states for su(1,1) Lie algebra

得到了su（1，1）李代数一般量子态的梯形算符形式。态具有一般变形的振子代数结构。发现Perelomov相干态是一个su（1，1）非线性相干态。给出了非线性相干态的展开式和指数形式。利用超几何函数得到了su（1，1）位移算符的矩阵元，并得到了位移数态和Laguerre多项式态的展开式.最后讨论了一些有趣的su（1，1）光学系统。

2000-04-09quant-ph

用位移控制光子数分辨探测器实现相干态鉴别

Demonstration of Coherent State Discrimination Using a Displacement Controlled Photon Number Resolving Detector

我们在实验上提出了一种新的分辨两相干态的测量方案。测量方案是基于位移操作，然后由光子数分辨探测器，我们表明，它优于标准的零差探测器，我们，此外，证明是最佳的所有高斯操作，包括条件动力学。在连续变量量子密钥分发方案中，非高斯检测器优于零差检测器。

2010-02-01quant-ph

自发下转换光子对与相干laser光干涉中的高光子数路径纠缠

High photon number path entanglement in the interference of spontaneously downconverted photon pairs with coherent laser light

我们表明，下转换光子对和相干激光光子之间的量子干涉可以产生一个最大路径纠缠N光子输出组件，保真度大于90%的任意高的光子数。因此，简单的分束器操作可以将下转换光的2光子相干性转换为几乎最佳的N光子相干性。

2007-08-23quant-ph

基于多模相干态的量子随机数generator

Vacuum-based quantum random number generator using multi-mode coherent states

我们提出了一种基于真空涨落测量的光量子随机数发生器，它利用强光载波的电光相位调制产生的多模相干态。在这种方法中，弱相干多模态（或真空态）独立地在每个边模上与作为本机振荡器的载波发生干涉。通过控制电光相位调制器的调制指数，该装置可以有效地补偿平衡探测器两臂之间的偏差。我们进行了原理验证实验，并演示了随机数生成的可能性，实时随机性提取的速率为400 Mbit/s。

2020-04-14quant-ph

通过从近似逆矩阵的对角线插值来估计矩阵逆的迹

Estimating the Trace of the Matrix Inverse by Interpolating from the Diagonal of an Approximate Inverse

College of William and Mary（威廉玛丽学院）；University of Minnesota（明尼苏达大学）；University of Patras（帕特雷大学）

本文提出通过插值近似逆矩阵对角线与真实逆矩阵对角线相关性来快速估计矩阵逆迹，同时作为蒙特卡洛方法的方差减少技术，实验验证了方法的有效性。

2016-09-06cs.NAmath.NAquant-ph

非线性系统的近似相干态

Approximate coherent states for nonlinear systems

基于f-变形振子形式，我们提出通过以下两种定义构造数算符中含有线性项和二次项的哈密顿系统的非线性相干态：i）变形湮灭算符相干态（AOCS）和ii）变形位移算符相干态（DOCS）.对于Morse势和Modified Pöschl-Teller势的特殊情况，建模为f-变形振子（都支持有限数量的束缚态），其相应的非线性相干态的性质，被视为DOCS，被分析在他们的占领数分布，他们在相空间中的演化，以及他们的不确定性关系。

2015-03-13quant-ph

不同合作数的$SU(3)$相干态三能级物质-辐射相互作用模型的量子相位

Quantum phases of a three-level matter-radiation interaction model using $SU(3)$ coherent states with different cooperation numbers

我们用相干态作为变分方法的试探态，研究了有限个三能级原子在偶极近似下与单模电磁场相互作用的系统。利用不同的合作数和SU（3）表示，原子被视为半可区分的。我们的分析重点放在系统的量子相位以及相变附近最相关的观测量的行为。计算了三能级原子所有三种可能的组态（$Ξ$，$Λ$和$V$）的结果。

2018-03-06quant-ph

叠加弱相干态的单光子特性

Single-photon characteristics of superposed weak coherent states

我们研究了一个叠加的弱相干态，它不仅在光子数上而且在不确定的相位上都能从根本上模拟理想的单光子。它接近单光子态，具有高保真度，并表现出单光子的基本特征，如反聚束和Hong-Ou-Mandel干涉。单光子特性的出现和消失可以通过改变两个参数直接观察到，平均光子数和相位数。结果表明，光子数和相位之间的不确定性确实构成了单光子的特征。最后，我们将叠加弱相干态应用到量子密钥分发中，并证明了它优于利用相位随机化弱相干态的典型方法。

2019-01-25quant-ph

利用压缩真空中的光子数分辨相减产生光学相干叠加态

Generation of Optical Coherent State Superpositions by Number-Resolved Photon Subtraction from Squeezed Vacuum

通过从压缩真空光脉冲中减去多达三个光子，我们已经创造了预示性的相干态叠加（CSS）。为了以足够的速率产生这样的CSS，我们使用我们的高效光子数分辨跃迁边缘传感器来检测减去的光子。这是第一个实验启用并利用该探测器的全部光子数分辨能力。用三光子减影法产生的CSS的平均光子数为2.75 - 0.24/+0.06，保真度为0.59 - 0.14/+0.04，具有理想的CSS。这证实了减去更多的光子会导致更高振幅的CSS。

2011-02-01quant-ph

相干态对的总强度与偏振态的纠缠

Entanglement between total intensity and polarization for pairs of coherent states

利用线性熵和协方差准则研究了相干态对和双模压缩真空中的数与偏振态之间的纠缠以及数与相对相位之间的纠缠。我们考虑在一个更大的空间中嵌入双模希尔伯特空间，以得到一个定义良好的数相变量的因子分解。这可以看作是一种原始纠缠，通过可行的实验方法可以提取并转化为真实的粒子纠缠。特别是，这揭示了有趣的纠缠特性的相干态对。

2018-04-10quant-ph

利用交叉克尔非线性效应与相干光产生光子数纠缠态

Generating entanglement of photon-number states with coherent light via cross-Kerr nonlinearity

我们提出了一个产生光场纠缠态的方案。该方案只需要相干光束之间的交叉克尔非线性相互作用，然后进行零差检测。因此，该方案在当前技术的范围内。我们详细研究了两模间和三模间纠缠态的产生。除了两模间的Bell态和三模间的W态外，我们还发现了大量新的纠缠态。最后，该方案可以推广到三模以上的纠缠态的产生。

2007-04-12quant-ph

基于相干态叠加的行波光场量子态工程

Quantum state engineering via coherent-state superpositions in traveling optical fields

我们提出了两个在行波光场中产生相干态叠加的实验方案，这些叠加态可以有条件地逼近不同的非经典态。虽然这些设置是由少量的线性光学元件和零差测量构成的，但它们可以用于生成各种光子数叠加，其中组成状态的数量可以高于方案中的测量数量。我们数值确定的参数，以实现最大的保真度的准备各种非经典状态，如振幅压缩态，压缩数态，二项式态和各种光子数叠加。所提出的设置可以生成这些状态具有高的成功率和成功概率，可以是有希望的实际应用。

2017-08-09quant-ph

利用相干laser光产生高比特率量子随机数的实时演示

Real time demonstration of high bitrate quantum random number generation with coherent laser light

我们提出了一个随机数产生方案，使用宽带测量的真空场包含在一个单模激光器的射频边带。即使测量可能包含技术噪声，我们表明，合适的算法可以将数字化的光电流转换成一串随机数，可以任意与量子波动的子集（高量子相关制度）或任意免疫环境波动（高环境免疫力）。我们展示了高达2 Gbps的实时随机数生成，使用标准的随机性测试进行了验证。

2011-07-22quant-ph

弱相干态干涉增强的量子随机数产生

Quantum random number generation enhanced by weak-coherent states interference

我们提出并证明了一种技术，量子随机数产生的基础上的随机人口的输出空间模式的分束器时，两个输入同时与不可区分的弱相干态。我们模拟和实验验证随机比特的产生概率作为每个输入的平均光子数的函数，并将其与通过分束器传输的单个弱相干态的传统方法进行比较，显示出高达32%的改进。随后的干扰现象降低了与比特0和1相关联的检测器之间的一致计数的概率，从而增加了有效输出的出现概率。一个长的比特串是由一个标准的随机性测试套件具有良好的信心。我们的建议可以很容易地实现，并打开有吸引力的性能增益没有显着的权衡。

2016-08-18quant-ph

利用相干态和光子数分辨探测器实现散粒噪声极限的超分辨

Super-Resolution at the Shot-Noise Limit with Coherent States and Photon-Number-Resolving Detectors

最近，人们对量子光学干涉术在计量学、亚波长成像和遥感（诸如量子激光雷达（LADAR））中的应用产生了很大兴趣。对于量子激光雷达，大气吸收迅速降低任何量子态的光，因此，对于高光子损失的最佳策略是传输相干态的光，这不会遭受比经典光学衰减的比尔定律更差的损失，并提供在散粒噪声极限的灵敏度。这种方法留下开放的问题-什么是最佳的检测方案，为这些国家，以提供最好的解决方案？我们表明，相干光耦合光子数分辨探测器可以提供远低于瑞利衍射极限的超分辨率，灵敏度不差于散粒噪声的检测光子功率。

2009-07-14quant-ph

叠加相干光与压缩光

Superposed Coherent and Squeezed Light

我们首先计算叠加相干光和压缩光的平均光子数和正交方差，然后结合哈密顿量和使用通常的叠加光束的正交方差定义的基础上的分析过程。这一分析过程导致相干光的平均光子数和叠加光的正交方差在物理上是不合理的。然后，我们确定这两个属性采用的分析过程的基础上叠加的Q函数和应用稍微修改的定义的正交方差的一对叠加光束。求出了相干光的平均光子数和叠加光的正交方差。此外，叠加输出光的正交压缩与叠加腔光的正交压缩相等。

2012-01-18quant-ph

基于SU（M）相干态的多模哈伯德模型的精确变分动力学

Exact variational dynamics of the multimode Bose-Hubbard model based on SU(M) coherent states

本文提出了一种超越平均场近似的玻色-哈伯德模型动力学的变分方法。为了发展一个数值方案，我们使用了离散的Glauber相干态的过完备集及其与Perelomov [A. Perelomov，广义相干态及其应用，Springer-Verlag（Berlin，1986）]。对于粒子数S较大、模数M增大的多粒子问题，导出了广义相干态参数和波函数展开式中系数的运动变分方程，并求解了方程。对于M = 6，它揭示了必须传播的参数的数量是一个以上的数量级小于在扩展的福克态。

2021-04-13quant-ph

对称和非对称假设检验之间的插值

Interpolating between symmetric and asymmetric hypothesis testing

二进制量子假设检验的任务是通过对量子系统的测量来确定量子系统的状态，给定它处于两种可能状态之一的辅助信息，例如$ρ$和$σ$。该任务通常在对称设置中进行研究，在对称设置中，任务中发生的两种可能的错误（所谓的I型和II型错误）被平等对待，或者在非对称设置中，在相应的I型错误概率低于给定阈值的约束下，最小化II型错误概率。在这里，我们定义了一个单参数族的二进制量子假设检验任务，我们称之为$s$ -假设检验，其中两个错误的相对重要性由一个参数$s$加权。特别是，$s$ -假设检验在对称和非对称假设检验的制度之间连续插值。此外，如果任意多个相同的副本的系统被假定为可用的，那么$s$ -假设检验的最小错误概率示出的副本的数量呈指数衰减，与衰减率给出的量子发散，我们表示为$ξ_s(ρ\|σ)$，并满足主机的有趣的属性。此外，这个单参数分歧族在相应的衰减率之间连续插值，用于$s = 1$的对称假设检验（量子切尔诺夫分歧）和$s = 0$的非对称假设检验（Umegaki相对熵）。

2021-04-19cs.ITmath-phmath.IT

相干态和压缩相干态中单光子和双光子跃迁的量子Rabi振荡

Quantum Rabi oscillations in coherent and squeezed coherent states via one- and two-photon transitions

我们分别确定了二能级原子和三能级原子单光子和双光子跃迁相干态和压缩相干态的拉比振荡。压缩相干态的效果是将介观尺度的大量光子减少到更少的光子，因此能够使用Jaynes-Cummings模型的帮助下的数值解。我们通过最小化光子数方差与光子数的比值来最大化相干态的压缩，从而缩小了发生恢复的区域。

2020-01-06physics.opticsquant-ph

基于算子几何平均的任意双分块Rényi纠缠熵插值

Interpolating between Rényi entanglement entropies for arbitrary bipartitions via operator geometric means

张量的渐近限制问题可以归结为找到所有的参数，这些参数是归一化的，在限制下是单调的，在直和下是加法的，在张量积下是乘法的，其中最简单的是扁平秩。在复数上，源自量子纠缠理论的这个问题的细化是找到作为误差指数的函数的纠缠变换的最佳速率。这种权衡也可以用一组归一化的、加性的、乘性的泛函来表征，这些泛函在适当的意义上是单调的，这也包括限制单调。例如，平坦化秩推广到$α\in[0,1]$阶的（指数化的）雷尼纠缠熵。这种类型的更复杂的参数是已知的，它们在特殊的二分划的平坦秩或雷尼熵之间插值，其中一个部分是单个张量因子。我们引入了一个新的次加性和次乘性单调构造的正则化Rényi分歧之间的许多副本的纯状态表示的张量和一个合适的序列的正算子。我们给出了明确的家庭运营商，对应于基于的泛函，并表明，它们可以结合在一个非平凡的方式使用加权算子几何平均。这导致了一个新的表征以前已知的添加剂和乘法单调，并给出了新的次乘法和次添加剂单调插值之间的Rényi熵的所有二分区。我们表明，对于每一个这样的单调存在逐点较小的乘法和加法以及。此外，我们找到了新的泛函是超加性和超乘性的下界。

2023-02-09math-phmath.MPquant-ph

组合序列的相干态

Coherent States from Combinatorial Sequences

我们构造相干态使用序列的组合数，如各种二项式和三项数，贝尔和卡塔兰数。我们表明，这些国家满足一个自然的方式统一的决议的条件。在每种情况下，正权重函数作为相关Stieltjes或Hausdorff矩问题的解给出，其中矩是组合数。

2001-11-28math.COquant-ph

利用GHZ纠缠相干态实现叠加相干态的受控量子隐形传态

Controlled Quantum Teleportation of Superposed Coherent State using GHZ Entangled Coherent State

研究了利用GHZ纠缠三模相干态实现叠加相干态的受控量子隐形传态。该方案可以使用线性光学元件，如对称无损分束器，两个移相器和两个光子计数器实验实现。保真度被发现接近统一的可观的平均光子数在相干态和平均光子数等于2是0.99。

2019-04-26physics.opticsquant-ph

强laser场及其产生可控高光子数相干态叠加的能力

Strong laser fields and their power to generate controllable high-photon-number coherent-state superpositions

最近，强驱动的激光-物质相互作用已经被用来通过产生光的非经典态来连接强激光场物理学与量子光学的领域。在这里，我们做了进一步的关键步骤，并显示了强激光场的潜力，用于产生可控的高光子数相干态叠加。这已经通过使用两个最突出的强激光诱导过程：高次谐波产生和阈值以上电离实现。通过改变激光-原子相互作用区的原子密度，我们展示了所获得的相干态叠加是如何从光学薛定谔“猫”态转变为“小猫”态的，并证明了9光子位移光学“猫”态的产生，据我们所知，这是实验上报道的光子数最高的光学“猫”态.我们的研究结果预期了新方法的发展，这些方法自然会导致高光子数可控相干态叠加的产生，从而推进量子技术的研究。

2022-10-27physics.opticsquant-ph

自旋相干态的量子隐形传态：超越连续变量隐形传态

Quantum teleportation of spin coherent states: beyond continuous variables teleportation

我们提出了一个量子隐形传态方案，可以在两个位置之间传输一个宏观自旋相干态。在该方案中，量子比特的大量副本，如在相干的两组分玻色-爱因斯坦凝聚体中实现的，仅使用基本操作和测量被传送到遥远的宏观自旋相干态。我们分析了在退相干情况下，该协议的误差与自旋相干态粒子数N的关系，发现它与N成正比。

2014-07-29physics.atom-phquant-ph

相干态测度与推广的Dobinski关系

Coherent State Measures and the Extended Dobinski relations

传统的贝尔数和斯特林数自然出现在玻色子算符中简单单项式的正常序中。通过扩展这个过程中，我们得到这些组合数的推广，定义为相干态矩阵元素的任意单项式，以及相关的Dobinski关系。这些贝尔型数可以被认为是幂矩，并产生积极的措施，允许明确的建设新类的相干态。

2002-11-11math.COquant-ph

SU（1，1）Perelomov数相干态与非简并参量放大器

The SU(1,1) Perelomov number coherent states and the non-degenerate parametric amplifier

我们构造了任意三个$su(1,1)$李代数生成元的Perelomov数相干态，并研究了它们的一些性质.引入了三个作用于Perelomov数相干态的算符，封闭了$su(1,1)$李代数.我们证明了最一般的$SU(1,1)$保相干哈密顿量是以Perelomov数相干态作为本征函数的，并得到了它们的时间演化。我们应用我们的结果得到了非简并参量放大器的本征函数，它是二维谐振子的Perelomov数相干态。

2013-11-27hep-thmath-phmath.MP

Fock-Bargmann相数表象中的几乎完全相干态子系统和波函数的部分重构

Almost Complete Coherent State Subsystems and Partial Reconstruction of Wave Functions in the Fock-Bargmann Phase-Number Representation

我们提供（部分）重建公式和离散傅立叶变换的波函数在标准的Fock-Bargmann（全纯）相数表示从一个有限数量的相位样本$\{θ_k=2πk/N\}_{k=0}^{N-1}$的$N$为一个给定的平均数$p$的粒子。由此产生的相干态（CS）子系统${\cal S}=\{|z_k=p^{1/2}e^{iθ_k}>\}$是完整的（一个框架）截断希尔伯特空间（有限数量的粒子）和重建公式是准确的。对于一个无限数量的粒子，${\cal S}$是“几乎完全”（一个\textit{pseudo-frame}）和部分重建公式提供的近似，这往往是准确的，当$p<N$和/或$N\to\infty$的精度的研究。

2011-09-13math-phmath.MPquant-ph

相干检测相位噪声产生量子随机数

Quantum random number generation by coherent detection of phase noise

我们证明了一个量子随机数发生器的基础上的随机性质的相位差两个独立的激光源。随机位生成的速度由光电探测器带宽和所用激光器的线宽决定。所实现的系统是鲁棒的，并且生成量子起源的概率分布，该概率分布本质上是均匀的，因此原则上不需要随机性提取。相位是用常规用于高容量相干光通信的电信设备测量的，这允许跟踪激光器的相位漂移，并且在电信行业中是容易获得的。

2019-06-06physics.ins-detphysics.opticsquant-ph