Measuring higher-order photon correlations of faint quantum light: a short review
归一化的关联函数为确定光的光子数特性提供了方便的手段。这些高阶矩，也称为光子数的归一化阶乘矩，可以用于快速状态分类和深入状态表征。此外，非经典性标准已根据其性质导出。幸运的是，归一化高阶矩的测量通常是与损耗无关的，这使得它们在有损耗的光学设置和不完美的探测器下的观测在实验上很有吸引力。归一化的高阶矩可以例如从用真正的光子数分辨检测器测量的光子数分布中提取，或者按照Hanbury Brown和Twiss实验的精神经由流形符合计数直接访问。或者，它们可以通过零差检测来推断。在这里，我们提供了不同类型的状态分类和表征任务的概述，这些任务使用归一化高阶矩，并考虑用自由传播光测量它们的不同方面。
2022-03-15 quant-ph
Quantum Dissonance Is Rejected in an Overlap Measurement Scheme
重叠测量方案只需要测量一个辅助量子比特，就可以测量两个输入量子态的重叠，而不考虑两个输入态的复杂性。我们发现了一个违反直觉的现象，即即使辅助量子比特可能与两个输入态纠缠，经典相关甚至不相关，也找不到量子失谐。原则上，这提供了一个相反的，但补充的例子，显着的算法，确定性量子计算与一个量子比特，其中没有纠缠。最后，我们考虑了一个简单的重叠测量模型，通过调整一些简单的初始参数，证明了输入态从纠缠态到产物态的连续变化（包括量子不和谐的潜在突然死亡）。
2012-11-12 quant-ph
Measuring Relativistic Dragging with Quantum Interference
提出了一个用量子干涉术检验相对论标架拖曳效应的实验。干涉仪的经典轨迹围绕着一个角动量垂直于包含这些轨迹的平面的球形质量源。一个简单的分析可以让我们找到在最里面的稳定圆形轨道上运行的粒子的相移;结果可以很容易地推广到更现实的轨道。相位差等于源的每质量角动量乘以量子粒子的质量。这是一个很小的影响，但它可以通过使经典路径围绕源几次来放大。此外，该实验的优点是源的角动量可以容易地控制。
2019-05-06 gr-qc quant-ph
Measuring the Lyapunov exponent using quantum mechanics
我们研究了两个波包的时间演化，这两个波包在相同的初始状态下制备，但在略微不同的哈密顿量下演化。对于混沌系统，我们确定了导致波包重叠函数随时间指数衰减的情况。我们表明，足够弱的扰动，指数衰减遵循费米黄金法则，而通过使两个哈密顿量之间的差异更大，特征指数衰减时间成为李雅普诺夫指数的经典系统。我们通过数值研究二维动力系统的重叠衰减函数来说明我们的理论研究结果。
2001-12-10 cond-mat nlin.CD quant-ph
Multi-state Swap Test Algorithm
估计两个状态之间的重叠是一项重要的任务，在量子信息中有几个应用。然而，典型的交换测试电路一次只能测量唯一的一对量子态。在这项研究中，我们设计了一个递归的量子线路来测量多个量子态$|ϕ_1...ϕ_n\rangle$的重叠同时与$O(n\log n)$控制交换（CSWAP）门和$O(\log n)$辅助量子比特。该电路使我们能够得到输入量子态$|\langleϕ_i|ϕ_j\rangle|^2$之间的所有成对重叠。与现有的多量子态重叠测量方案相比，该方案具有更高的测量精度和更少的辅助量子比特消耗。在IBM量子云平台上进行了仿真实验，验证了该方案的优越性。
2022-05-15 quant-ph
Direct method for measuring of purity, superfidelity, and subfidelity of photonic two-qubit mixed states
Uhlmann-Jozsa保真度（或者，等价地，Bures距离）是量子通信和量子信息的基本概念，然而，如果不求助于量子层析成像，则很难有效地测量。在这里，我们提出了一种直接的实验方法来估计两个未知的两个量子比特混合态之间的保真度通过测量的保真度的上限和下限，这被称为超保真度和亚保真度，分别。我们的方法可以直接测量两个任意两量子比特态之间的一阶和二阶重叠。特别地，该方法可以应用于在直接实验中测量单个两量子比特混合态的纯度（或线性熵）。我们还提出并严格比较了几个实验策略，用于测量子和超偏振态的光子在各种线性光学设置。
2013-11-18 quant-ph
Measuring the spin of a spin-1/2 and getting a result of 7
University of Toronto（多伦多大学）
本文首次实现原始弱斯特恩-盖拉赫实验，通过后选择放大弱磁动量冲击，测量到异常弱值，验证了弱值理论。
2026-09-30 physics.atom-ph quant-ph
Conditional quantum state engineering at beam splitter arrays
研究了利用交替相干位移和光子叠加从真空中产生任意单模量子态以及测量信号与任意选择的量子态的重叠。关于实现，考虑了使用条件测量的在分束器阵列处的行进光场的量子态的变换。允许任意的量子态的输入参考模式和输出参考模式上的测量进行，设置内的两端口非幺正变换的概念进行了描述，并推导出整体的非幺正变换算子。它示出的是一个产品的运营商，其中每个运营商被分配到一个分束器，并可以表示在一个S-有序的运营商产品，与S被确定的分束器的透射率或反射率。作为一个例子，我们讨论了类薛定谔猫态的产生和重叠测量。
1999-05-25 quant-ph
Experimental SWAP test of infinite dimensional quantum states
高效的高维量子态重叠估计是量子信息中的一项重要任务，也是量子机器学习计算加速的核心内容。在这里，我们通过实验证明了SWAP测试，测量两个运动状态的重叠在一个系统中的捕获$^{171}\mathrm{Yb}^+$离子。为了说明我们实现的多功能性，我们报告了各种量子态的重叠测量：Fock态，相干态，压缩真空态和猫态。我们强调SWAP测试的应用，通过测量混合态的纯度。我们的结果使量子信息处理与高维量子态。
2021-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Optimal Quantum Measurements of Expectation Values of Observables
量子系统的实验表征涉及到对可观测态的观测值的期望值的测量|量子系统的psi。这样的期望值可以通过反复准备|并将该系统连接到设备上。对于该方法，对于N次重复实验，测量值的精度为1/sqrt（N）。对于在演化exp（-i phi H）中估计参数phi的问题，如果关于H及其光谱的足够信息是可用的，则有可能实现精度1/N（量子精密测量极限）。我们考虑更一般的问题，估计期望的运营商A与最小的先验知识A。我们给出了明确的算法，精度接近1/N给定的本征值的A或其尾部分布的界限。这些算法对于在量子计算机上模拟量子系统特别有用，因为它们能够有效地测量可观测量和关联函数。我们的算法是基于一种方法，有效地测量复杂的重叠，|psi>和U|其中U是可实现的酉算子。我们明确考虑的问题，在测量可观的和重叠的置信水平，并表明，正如预期的那样，置信水平可以提高线性开销呈指数级。我们进一步表明，这里给出的算法通常可以并行化的资源使用量增加最小。
2006-07-03 quant-ph
Measuring relational information between quantum states, and applications
一组量子态的几何排列可以完全用关系信息来表征。这些信息被编码在成对的状态重叠中，以及被写为密度矩阵的乘积的迹的更高程度的Bargmann不变量中。我们描述了如何测量巴格曼不变量使用合适的概括的SWAP测试。这使得一个完整的和强大的表征的任何一组纯态或混合态的投影酉不变性质。作为应用，我们描述了线性独立性，一致性和一致性的基础独立测试。我们还表明，巴格曼不变量可以用来表征多光子不变性。
2021-09-21 math-ph math.MP quant-ph
Near optimal discrimination of binary coherent signals via atom-light interaction
通过对原子态的非破坏性测量，研究了通过偶极耦合与相干态纠缠的弱相干态的鉴别。这样，测量和鉴别相干光态的问题就转移到寻找合适的原子-光相互作用和原子测量上。我们表明，该方案使我们能够达到一个错误的概率非常接近Helstrom的限制，最终的量子极限区分二进制量子态，通过简单的Jaynes-Cummings相互作用场和辅助优化的光原子耦合和投影测量的原子状态。此外，由于测量对于光状态是非破坏性的，因此可以通过随后的测量从测量后的光状态中提取通过一次测量未检测到的信息。
2018-04-19 quant-ph
Optimizing the quantum interference between single photons and local oscillator with photon correlations
本文提出两种零差光子关联技术，精确测量量子点-腔单光子与脉冲激光的波包重叠度，并通过多自由度调控激光将重叠度优化至76%，为连续变量量子技术中的非高斯态工程提供关键方法。
2025-04-16 quant-ph
Comparative Test of Two Methods of Quantum Efficiency Absolute Measurement Based on Squeezed Vacuum Direct Detection
我们实现并在实验中测试了最近提出的测量模拟光电探测器的绝对量子效率的方法。与传统的绝对校准方法（Klyshko）类似，新方法是基于直接检测行波OPA输出端的双模压缩真空。然而，在新的方法中，测量的差异光电流的方差，而不是光电流的关联函数（符合数），这使得该技术适用于高增益OPA。在这项工作中，我们测试的新方法与传统的光子计数探测器的情况下，这两种技术都是有效的。
2010-08-05 quant-ph
Measuring Renyi Entropy in Neural Network Quantum States
该研究通过交换算符和神经网络态计算一维横向场Ising模型的Renyi熵，揭示临界点、共形场论行为及淬火后的振荡和新的长度尺度。
2024-03-14 cond-mat.dis-nn hep-th quant-ph
Ptychographic reconstruction of pure quantum states
重叠关联成像的量子模拟是一种强有力的相干衍射成像技术，是重建$d$维纯态的一种简单方法。它依赖于在一个单一的正交基础上测量输入状态的部分重叠部分，并将结果馈送到迭代相位检索算法进行后处理。我们提供了一个概念的证明，这种方法通过确定由叠加的光场的$d$横向空间模式的纯态演示。一组$n$秩-$r$投影器（在空间模式基础上是对角的）被用于生成部分重叠的输入部分的$n$，并且每个部分在傅立叶变换基础上被投影测量。对于$d$高达32，我们成功地重建了数百个随机状态使用$n=5$和$n=d$秩-$\lceil d/2\rceil$投影仪。概述了量子重叠关联术对其他类型光子空间模式的扩展。
2020-10-29 physics.optics quant-ph
Neutron State Entanglement with Overlapping Paths
纠缠的直接探针的发展是复杂量子材料领域迅速扩大的组成部分。在这里，我们测试的鲁棒性纠缠中子作为量子探针通过测量Clauser-Horne-Shimony-Holt的上下文证人，而不同的光束属性。具体来说，我们证明了在两个不同的实验中使用两种不同的设备制备的单个中子的自旋和路径子系统的纠缠持续，即使在不同的纠缠长度，相干长度，和中子能量差的路径。两个独立的设备作为纠缠器，解纠缠对静态场磁渥拉斯顿棱镜和共振场射频鳍。我们的研究结果表明，中子束的空间和能量特性可能会显着改变，而不会降低上下文见证值低于Tsirelson界限，这意味着最大纠缠被保存。我们还表明，两个路径可以被认为是可区分的，即使当分离小于中子相干长度。这项工作是实现新的模块化，强大的纠缠中子散射技术的关键一步。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Heterodyne Interferometry
提出了一种新的相干反斯托克斯喇曼散射（CARS）信号的干涉测量方法。产生两个前向CARS信号，干涉仪的每个臂中一个。CARS过程的确定性性质允许这两个信号在空间和时间上重叠时相互干扰。因此，可以采用外差检测来增加CARS信号检测的灵敏度。此外，非线性CARS干涉测量将有助于在光学相干断层扫描（OCT）中使用这种光谱技术进行分子对比。
2003-11-17 physics.med-ph physics.optics quant-ph
