Special-Purpose Quantum Processor Design
量子比特的完全连通性是大多数量子算法所必需的，这很难在有噪声的中等规模量子处理器上直接实现。然而，插入交换门以使非耦合量子位之间的两个量子位门显著降低计算结果保真度。为此，我们提出了一种专用量子处理器设计方法，可以为不同的量子算法设计合适的结构。该方法将处理器结构从二维格点图扩展到一般的平面图，并根据量子算法的逻辑量子比特之间的双量子比特门分布和物理约束来安排物理耦合器。实验结果表明，我们的设计方法，与其他方法相比，可以减少额外的交换门的数量，每个两个量子位门平均至少104.2%。此外，我们的方法相比其他方法的优势变得更加明显，随着深度和量子比特数的增加。结果表明，该方法在提高计算结果的保真度方面具有竞争力，在现有技术条件下有可能体现出量子优势。
2021-02-01 quant-ph
Characteristics, Implementation and Applications of Special Perfect Entangler Circuits
本文构造了与特殊完美纠缠门局部等价的单参数双比特电路，利用交叉共振相互作用和脉冲级编程进行实现，并验证了其在生成通用双比特门及多比特完美W态中的高保真度应用。
2024-03-27 quant-ph
A reservoir for inverse power law decoherence of a qubit
分析了量子比特与连续分布玻色子相互作用的Jaynes-Cummings模型的精确动力学，其特征在于具有特殊形式的谱密度。特殊水库的设计，以诱导异常退相干，导致在一个反幂律松弛，功率3/2，在一个评估的长时间尺度。如果与从洛伦兹型谱密度函数的原始Jaynes-Cummings模型获得的类指数弛豫相比，退相干被强烈抑制。特殊的水库表现出一个上带边频率与量子位跃迁频率一致。提出了适合于实现所设计的水库的光子带隙介质的已知理论模型。
2011-01-24 quant-ph
Special core tensors of multi-qubit states and the concurrency of three lines
本研究针对多体量子态分类问题，提出结合HOSVD与三线共点度的简便方法，识别出三、四量子比特的真纠缠特殊核心张量并按奇异值划分态族，该方法在多量子比特系统中可扩展且能得到有限态族。
2023-04-29 quant-ph
Unambiguous discrimination of special sets of multipartite states using local measurements and classical communication
我们首先考虑一个由两个量子比特组成的量子系统，它们可以处于两个非正交态之一，即π_0或π_1。我们将量子比特分配给两方，Alice和Bob。他们每个人都测量自己的量子位，然后比较他们的测量结果，以确定他们被发送的状态。这个过程是没有错误的，这意味着它有时会失败。此外，不需要量子存储器;在另一个量子比特的测量结果已知之前，没有必要存储其中一个量子比特。我们考虑的情况下，如果发生故障，双方收到故障信号或只有一个。在后一种情况下，如果状态共享相同的施密特基，则可以以与如果两个量子位一起测量时将获得的相同的故障概率来区分状态。这个方案非常简单，可以推广到多体量子比特和量子态。量子秘密共享的应用进行了讨论。最后，我们给出了一个在两个量子比特的情况下实验实现该协议的光学方案。
2005-01-28 quant-ph
X-states of a qubit pair of double classicality
本研究聚焦量子态领域，刻画了一类同时满足可分离与半正定Wigner函数条件的特殊双量子比特态，丰富了双经典性相关态的研究内容。
2025-10-05 quant-ph
Towards an experimental demonstration of some novel qubit behavior
我们表明，x-偏振光子数态的量子角度测量结果的角度，这将永远不会对应于y轴的光子数为奇数，但对于一个偶数的光子，它总是可以。这种令人惊讶的效果的类比为其他粒子或离子（量子比特在他们的自旋状态），我们展示了为什么这样的效果不能在标准的SU（2）干涉仪中观察到。这种干涉仪的量子相位表示提供了如何修改其设备以证明这些现象的线索。相同的表示，然后使用提供洞察的范围和灵敏度，人们可以期望从量子相位统计推断算法，可以超过海森堡限制。
2015-11-30 quant-ph
Designing reservoirs for 1/t decoherence of a qubit
在Jaynes-Cummings模型中出现的异常退相干是针对某一类玻色子储层的，由带边频率与量子比特跃迁频率一致的谱密度描述。特殊的储库分段类似于量子光学中通常采用的储库，即，低频下为亚欧姆，高频下为逆幂律。量子比特的精确动力学通过Fox $H$ -函数解析地描述。在估计的长时间尺度上，退相干导致逆幂律，根据特殊水库的特定选择，幂律连续减小到1。工程水库的方法是一种新的方式，强烈延迟退相干过程与可能的应用量子技术，由于设计水库的简单形式。
2010-11-03 quant-ph
Connecting geometry and performance of two-qubit parameterized quantum circuits
参数化量子线路（PQC）是许多变分量子算法的核心组成部分，但缺乏对其参数化如何影响算法性能的理解。我们开始这个讨论，使用主丛几何特征的两个量子比特PQC。在基流形上，我们使用Mannoury-Fubini-Study度量来找到一个简单的关系Ricci标量（几何）和并发（纠缠）的方程。通过在变分量子本征求解器（VQE）优化过程中计算Ricci标量，这为我们提供了一个新的视角，如何以及为什么量子自然梯度优于标准梯度下降。我们认为，量子自然梯度的优越性能的关键是它能够找到高负曲率区域的优化过程中的早期。这些高负曲率的区域在加速优化过程中显得很重要。
2022-08-12 quant-ph
Network implementation of covariant two-qubit quantum operations
提出了一个由条件幺正门构成的六量子比特量子网络，它能够实现一大类协变的两量子比特量子操作。单量子比特和双量子比特系统的最优协变非运算是这类系统的特例。这个量子网络的设计利用了基本的代数性质，这些性质也为这些协变量子过程提供了新的线索。
2007-01-09 quant-ph
Three qubits in a symmetric environment: dissipatively generated asymptotic entanglement
研究了三个相同量子比特在不区分它们的马尔可夫开放系统动力学作用下的渐近纠缠。我们表明，通过向一类特殊的两个量子比特状态中添加一个完全去极化的量子比特，通过让它们达到渐近状态并最终消除添加的量子比特，可以提供比直接浸入相同环境中的两个量子比特更多的纠缠。
2010-09-07 quant-ph
Locally maximally entangleable states and W-type states
研究了局域最大纠缠态（LME）与W态等价的W型态在随机局域操作和经典通信（SLOCC）下的关系.我们证明了：（i）某些特殊的三个量子比特的W型态是LME;（ii）没有四个或更多量子比特的W型态是LME。我们的结果表明，在SLOCC下，不能用LME态制备四个或更多量子比特的W态。然而，对于三个量子比特，可以使用一些特殊的LME态来在SLOCC下制备W态。
2013-06-04 quant-ph
Experimental construction of generic three-qubit states and their reconstruction from two-party reduced states on an NMR quantum information processor
我们在核磁共振量子信息处理器上对三个量子比特的状态空间进行了实验研究。我们构建了一个方案，实验实现了一般的三量子比特态的规范形式，单量子比特幺正。这种形式涉及GHZ和三个量子比特的W型最大纠缠态的非平凡组合。我们为一般态构造的一般电路可简化为GHZ态和W态的特殊情况。一个通用的状态的实验建设进行了一个非平凡的一组参数和良好的保真度的准备证实了完整的状态层析成像。GHZ和W态被构造为一般实验方案的特例。此外，我们通过实验证明了一个关于三量子比特状态的奇怪事实，对于几乎所有的纯态，两量子比特的简化态可以用来重建完整的三量子比特状态。对于一般状态和W状态的情况下，我们证明了这种重建方法，通过比较它与直接断层扫描的三量子比特状态。
2015-01-29 quant-ph
Bipartite entanglement and hypergraph states
我们用超图理论研究了超图态多体纠缠的一些性质。我们首先介绍了一种计算超图状态的两个特定量子比特之间的并发的方法，通过使用相应超图的几个特殊子超图的所谓的汉明重量。然后，我们用上述方法得到的并发度来量化和刻画几种特殊超图态的量子比特对之间的二部纠缠。我们的主要结果包括：（i）图G有顶点集为{i，j}的分支当且仅当图G的{i，j}标记的量子比特对处于|g>是纠缠的;（ii）一个特殊超图态的每个量子比特对像广义W态一样是纠缠的。
2013-05-18 quant-ph
The Criteria for Quantum Teleportation of an Arbitrary Two-Qubit State Information Based on The Channel Matrices
我们通过使用来自其约化密度矩阵的展开矩阵来提出通道矩阵。这些信道矩阵可以是信道是否可以传送任何量子比特状态的标准。我们考虑了一种特殊的情况，利用四量子比特信道传送任意两量子比特态。四量子比特信道只能在相关信道矩阵的秩为4时进行传送。
2020-05-03 quant-ph
Measurement based 2-qubit unitary gates for pairs of Nitrogen-Vacancy centers in diamond
高保真双量子位量子逻辑门的实现对于诸如金刚石中的氮空位（NV）中心的隔离固态量子位仍然是一个突出的挑战。在这项工作中，我们表明，通过驱动NV中心对进行光子散射过程，同时翻转它们的量子比特状态，我们可以实现一个单一的双量子比特门条件下的单光子检测事件。此外，通过利用NV中心电子状态的光学跃迁之间的量子干涉，我们实现了两个特殊的驱动频率的存在：一个“魔术”点的自旋保持弹性散射率被抑制，和一个“平衡”点的状态翻转散射率是相等的。我们分析了四种不同的门操作方案，利用这两个特殊的驱动频率，以及在驱动和收集路径的偏振的各种组合。我们的理论和数值计算表明，门保真度可以高达97%。所提出的幺正门与现有的单量子比特幺正操作相结合，形成了一个用于量子计算的通用门集。
2018-08-29 quant-ph
Unification of multi-qubit polygamy inequalities
我们建立了多量子比特纠缠的一夫多妻的统一观点。我们首先介绍了两参数辅助纠缠的推广，即二体量子态的统一辅助纠缠，并给出了两量子比特系统的解析下界。我们展示了一个广泛的多量子比特纠缠的一夫多妻不等式的统一纠缠的援助，封装所有已知的多量子比特一夫多妻不等式的特殊情况。我们进一步证明了这类一夫多妻不等式可以改进为更严格的三量子比特系统的不等式。
2012-04-02 quant-ph
Completely positive covariant two-qubit quantum processes and optimal quantum NOT operations for entangled qubit pairs
研究了以协变方式变换给定纠缠度的纯两量子比特输入态的全正量子操作的结构。其特殊情况是量子非操作，其以最佳方式将给定纠缠度的纠缠纯两量子比特输入状态转换为正交状态。基于我们的一般分析，确定了所有的协变最优两量子比特量子非操作。特别是，它表明，只有在最大纠缠的输入态的情况下，这些量子非操作可以完美地执行。
2006-03-21 quant-ph
Decomposition of Multi-controlled Special Unitary Single-Qubit Gates
多控么正门自诞生以来就一直是量子计算领域的研究热点，并广泛应用于量子算法中。实现n量子位多控门的当前最先进的方法涉及使用二次数量的单量子位和CNOT门。然而，线性解决方案是可能的情况下，控制门是一个特殊的酉SU（2）。最广泛使用的n量子位多控SU（2）门的分解需要具有与28 n成比例的CNOT门数量的电路。在这项工作中，我们提出了一个新的分解的n-量子比特多控制SU（2）门，需要一个电路的CNOT门的数量与20 n成比例，并与16 n成比例，如果SU（2）门至少有一个实值对角线。这种新方法通过减少CNOT门的数量和整体电路深度来显着改进现有算法。作为一个应用，我们使用这种分解的稀疏量子态的准备。我们的结果进一步验证了通过量子云服务访问的量子设备上的原理证明。
2023-02-13 cs.ET quant-ph
Violation of Bell inequality for thermal states of interaction qubits via a multi-qubit Heisenberg model
研究了多量子位海森堡模型中量子位热态对贝尔不等式的违反，并讨论了热态对温度和外磁场的影响。与纠缠态不同，这种破坏不能通过增加温度或磁场来实现。发现破坏的阈值温度小于纠缠的阈值温度。我们还考虑了一个现实的腔QED模型，这是一个特殊的情况下，多量子比特海森堡模型。
2002-02-27 quant-ph
Relative entropy of entanglement of a kind of two qubit entangled states
本文严格证明了某个具有六个非零元素的块对角化两量子比特纠缠态通过具有相同矩阵结构的可分态达到其量子相对熵纠缠。纠缠态包括作为特殊情况的局部滤波结果态。
2005-09-01 quant-ph
Inequality relation between entanglement and Bell nonlocality for arbitrary two-qubit states
纠缠和Bell非定域性被用来描述量子不可分性。贝尔非局域态是纠缠态的严格子集。一个自然的问题是，对于一般的两量子比特纠缠态，贝尔非定域性占据了多大的纠缠空间。本文利用大量随机产生的双量子比特态研究了纠缠与Bell非定域性的关系，并给出了两个量子资源之间的约束不等式关系。为了研究不等式关系的上界或下界，我们发现了极大（极小）非定域纠缠态，即对于给定的纠缠值，极大（极小）Bell非定域性的值。接着，我们考虑了一种特殊的混合态，这种混合态是通过对werner态进行任意幺正操作而得到的。研究发现，这种特殊的混合态的纠缠度和Bell非定域性与对Bell态进行幺正操作所得到的纯态的纠缠度和Bell非定域性有关。
2019-09-01 quant-ph
Revealing the quantum nature of memory in non-Markovian dynamics on IBM Quantum
TUD Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学）
本文通过碰撞模型在IBM量子处理器上研究非马尔可夫动力学中的记忆效应，展示单量子比特动态中量子记忆的验证，并讨论两量子比特动态的模拟限制及替代示例。
2025-10-22 quant-ph
Nonlocality and entanglement in qubit systems
非定域性和量子纠缠是量子系统中存在的量子关联的两个特殊方面，在量子信息论中具有重要意义。传统上，它们被认为是相同的（事实上，对于纯的两个量子比特状态是等价的，即{ \it Gisin定理}），但它们构成不同的资源。描述非定域性的几个贝尔不等式的破坏，我们得到了直接优化的两个量子比特的状态，最大限度地违反贝尔不等式，在他们的参与比$R=1/Tr(ρ^2)$或其最大本征值$λ_{max}$测量的混合度。得到了最佳值，与前人的结果一致。并与纠缠态进行了比较。在XY模型中给出了一个应用实例。在这种新的近似中，我们也集中在两个量子比特的纯态的线性组合的非定域性，提供了一个封闭的形式，其最大的非定域性措施。对两个量子比特的Bell对角混合态的情形也进行了广泛的研究。特别关注了两个量子比特混合态的非定域性与纠缠之间的联系，即所谓的最大纠缠混合态。还详细描述了两个量子位的情况的附加方面。由于我们处理的是量子比特系统，我们将使用类似的工具对三个量子比特进行类似的研究。在三量子比特的整个态空间中，定量地研究了量子态的非定域性与量子态的非定域性之间的关系。最后，我们将我们的分析扩展到四个量子比特系统，计算了任意数目的广义Greenberger-Horne-Zeilinger态的非定域性。
2011-02-23 quant-ph
Robust stationary entanglement of two coupled qubits in independent environments
研究了非零温度下两个相互作用的量子比特耦合到独立库中的耗散动力学，特别关注纠缠演化。量子比特-量子比特相互作用中的反向旋转项产生了稳态纠缠，可追溯到基态结构。这种纠缠对热噪声的鲁棒性进行了彻底的分析，确定它可以在合理的实验温度下检测到。与可能的储层不对称性有关的一些效应被揭示出来。
2010-06-23 quant-ph
Simulating a single qubit channel using a mixed state environment
我们分析了一类单量子比特通道的环境建模的一个量子比特的混合状态。这类通道的仿射变换的集合是解析计算的，采用两量子比特酉算子的规范形式。我们证明，3/8的广义去极化通道可以模拟的单量子比特混合态环境中明确获得的形状的体积内的四面体代表广义去极化通道的这类通道。进一步，作为一种特殊情况，我们证明了双泡利通道不能用单量子比特混合态环境来模拟。
2007-03-06 quant-ph
Engineering Framework for Optimizing Superconducting Qubit Designs
超导量子技术需要量子比特系统，其属性满足几个经常相互冲突的要求，例如长相干时间和高非谐性。在这里，我们提供了一个工程框架的基础上广义超导量子比特模型的通量制度，抽象多个电路设计参数，从而支持跨多个量子比特属性的设计优化。我们实验研究了一个特殊的参数制度，它具有高的非谐性（$\sim\!1$ GHz）和长的量子相干性时间（$T_1\!=\!40\!-\!80\,\mathrm{μs}$和$T_\mathrm{2Echo}\!=\!2T_1$）。
2020-06-07 quant-ph
Three-qubit pure-state canonical forms for Perfect Teleportation
最近，Agrawal和Pati [Phys.Rev.A74，062320（2006）]给出了一类可用于完美隐形传态的W态。利用变换算符给出了理想量子信道的两种典型形式，GHZ态和W态是这两种典型形式的特例。进一步给出了正交完备测度基。
2007-06-22 quant-ph
A Bloch-Sphere-Type Model for Two Qubits in the Geometric Algebra of a 6-D Euclidean Vector Space
几何代数是一种数学结构，它是任何度量向量空间所固有的，并且由度量张量由向量乘积的标量部分给出的要求定义。它提供了一个自然的框架，将经典群表示为旋转群的子群，类似地，它们的李代数也是如此。在这篇文章中，我们展示了一个六维实欧几里德向量空间的几何代数如何自然地允许人们在一个两量子比特（量子比特）的希尔伯特空间上构造特殊的酉群，其方式类似于在一个单一量子比特的良好建立的布洛赫球模型中使用的方式。然后用它来说明四维特殊酉群的Cartan分解和子代数，这些分解和子代数最近已被J.Zhang，J.Vala，S。Sastry和K. B. Whaley [Phys. Rev. A 67，042313，2003]研究了两个量子位幺正的纠缠能力。
2004-03-18 quant-ph
Bell-type inequality and quantum nonlocality in four-qubit systems
本文给出了四量子比特系统的一个Bell型不等式。利用这个不等式，我们研究了一般态族$\left|G_{abcd}\right >$ [Phys.Rev.A65，052112（2002）]和几个典型的四比特纠缠态的量子非定域性.证明了四比特最大纠缠态$\left|G_{m}\right >$最大程度地违反了这个不等式，四比特W态和一个特殊的态族$\left|G_{ab00}\right >$也违反了这个不等式.此外，还得到了$\left|G_{ab00}\right >$态族的纠缠-非定域关系。
2013-10-23 quant-ph
Monogamy properties of qubit systems
研究了$n-$量子比特系统中与量子纠缠相关的一夫一妻关系。给出了一般的一夫一妻制的$β$次$(β\in(0,2))$共生性、负性和凸顶扩展负性以及$β$次$(β\in(0,\sqrt{2}))$形成纠缠的不等式.这些一夫一妻制的关系是互补的现有的参数$β$的不同区域。此外，还导出了新的一夫一妻制关系，其中包括现有的一夫一妻制关系作为特例。
2018-12-03 quant-ph
Mapping Criteria of Nonlocality-Steerability in Qudit-Qubit Systems and Steerability-Entanglement in Qubit-Qudit Systems
纠缠、量子操纵和非定域性是不同的量子关联，它们是各种量子信息和量子计算应用背后的资源。然而，确定它们之间精确的数量关系的中心问题仍然没有得到解决。本文从量子关联的基本概念出发，给出了二分量子比特-量子比特系统中Bell非定域性与量子操纵之间的映射准则，以及二分量子比特-量子比特系统中量子操纵与量子纠缠之间的映射准则.精确的定量映射标准推导解析。这种映射标准与国家的形式无关。特别是，他们涵盖了几个以前著名的研究结果，这只是特殊情况下，在我们的简单的映射标准。
2018-10-24 quant-ph
Separable Counterexamples to Complementary Quantum Correlations, and Why Random Search Missed Them
该研究反驳了互补量子关联（CQC）关系，构造了多维度对下的可分反例，分析了剩余量子比特-量子维维度的特性，给出普适修正不等式，并解释了随机搜索未能发现反例的原因。
2026-08-20 quant-ph
Quantum discord and geometry for a class of two-qubit states
研究了一类具有平行非零Bloch矢量的两比特态的量子不协调能级表面。研究了退相干条件下量子失谐的动力学行为。结果表明，一类X态在退相干下存在经典关联与量子关联的突变。我们的结果包括M. D. Lang和C. M. Caves [Phys. Rev. Lett. 105，150501（2010）]作为一个特例，并展示了量子不和谐的新图片和结构。
2011-04-11 quant-ph
Experimental realization of one-way quantum computing with two-photon four-qubit cluster states
报道了在双光子四比特团簇态上实现单向量子计算的实验。这是通过开发一个双光子团簇状态源纠缠在偏振和空间模式。利用这个特殊的源，我们实现了一个高效的Grover搜索算法和高保真的双量子比特量子门。我们的实验表明，这种团簇态可以作为一个理想的源和快速，精确的光量子计算的积木。
2007-09-18 quant-ph
Two-Qubit Separabilities as Piecewise Continuous Functions of Maximal Concurrence
一般的实（b=1）和复（b=2）两量子比特态本质上分别是9维和15维的。它们相对于希尔伯特-施密特和布雷斯度量所占据的空间的总体积可以作为Zyczkowski和Sommers公式的特殊情况获得。我们声称，如果人们可以确定某些度量无关的三维“特征值参数化可分性函数”（EPSF），那么这些公式可以很容易地修改，以产生希尔伯特-施密特和布雷斯体积只占用可分离的两个量子比特状态（因此相关的可分性概率）。类似的早期分析的“对角入口参数化可分性函数”的动机，我们进一步探讨的可能性，这种3维EPSF可能，反过来，可表示为一些特殊的相关变量的单变量函数-我们假设是最大的并发（0 < C <1）的频谱轨道。大量的数值结果，我们得到了相当密切的支持这一假设。实数和复数估计的EPSF在C=1/2处都表现出明显的幅度跳跃，大约为50%，以及一些额外的匹配不连续性。
2008-10-09 quant-ph
Nonadiabatic geometric quantum gates that are insensitive to qubit-frequency drifts
基于几何相位的量子操纵为实现鲁棒的量子门提供了一条很有前途的途径。然而，在非绝热几何相位的当前实现中，操作和/或随机误差倾向于破坏引起几何相位的条件，从而模糊它们的噪声弹性特征。在最近的一项实验中，[Y。Xu等人，物理修订信函124，230503（2020）]，高保真通用几何量子门已经在超导电路中实现，其在几何演化路径的不同配置下对不同类型的错误是鲁棒的。在这里，我们应用路径设计策略来详细解释为什么这两种配置可以实现通用量子门在一个单一的环路的方式。同时，我们有目的地诱导我们的几何操作，通过选择对量子比特频率漂移引起的误差是鲁棒的路径配置，这是现实超导电路上的主要误差源，并没有被故意解决。此外，我们的建议可以进一步结合复合计划，以提高门的鲁棒性，这是通过数值模拟验证。因此，我们的方案提供了一个很有前途的方法走向实际实现的高保真和鲁棒的非绝热几何量子门。
2021-03-16 quant-ph
Pauli graphs when the Hilbert space dimension contains a square: why the Dedekind psi function ?
我们研究的交换关系内的泡利组建立在所有分解的一个给定的希尔伯特空间维度$q$，包含一个正方形，到它的因素。说明性的低维例子是四分位数（$q=4$）和两个量子比特（$q=2^2$）系统，octit（$q=8$），qubit/quartit（$q=2\times 4$）和三量子位在单量子点情况下，例如$q=4,8,12,...$，一个定义了$σ(q)$最大交换集之间的双射[$σ[q)$是$q$的约数之和]泡利可观量和模环$\mathbb{Z}_q^2$的极大子模，它们排列成投影线$P_1(\mathbb{Z}_q)$和一个独立的大小为$σ(q)-ψ(q)$的集合[$ψ(q)$是戴德金psi函数]。在多qudit情况下，例如$q=2^2, 2^3, 3^2,...$，泡利图依赖于辛极空间，例如广义四边形GQ（2，2）（如果$q=2^2$）和GQ（3，3）（如果$q=3^2$）。更准确地说，在希尔伯特空间的$p^n$维（$p$是素数）中，泡利群的观测量（模中心）被看作是场$\mathbb{F}_p$上的$2n$维向量空间的元素。在这个空间中，我们利用交换子定义了一个基数为$σ(p^{2n-1})$的辛极空间$W_{2n-1}(p)$，它用它的全迷向子空间来编码泡利群的极大交换集。$W_{2n-1}(p)$的构建块是由Dedekind psi函数$ψ(p^{2n-1})$给出的大小的穿孔极空…
2010-09-29 math-ph math.GR math.MP
Tighter monogamy relations of entanglement measures based on fidelity
我们研究了基于保真度的纠缠度量的特殊情形--纠缠的Bures度量和纠缠的几何度量，并在三量子比特系统和多量子比特系统上得到了它们的更严格的一夫一妻不等式.此外，通过将高维态投影到量子比特子态上，我们得到了量子比特系统的一夫一妻共生不等式。
2022-09-05 quant-ph
Infeasibility of constructing a special orthogonal matrix for the deterministic remote preparation of arbitrary n-qubit state
本文将任意 n 量子比特态 DRSP 的特殊正交矩阵构造归约为异或线性方程组求解，提出多项式复杂度算法，并证明 n>3 时无解。
2023-09-23 cs.DS cs.ET quant-ph
Quantum information and special relativity
相对论效应几乎影响了量子信息理论的所有概念。即使探测器是完美的，真空也表现为一个嘈杂的通道。约化密度矩阵的标准定义对于光子偏振失效，因为横截性条件表现得像超选择规则。然而，我们可以定义一个有效的约化密度矩阵，它对应于一类受限制的正算子值测度。没有纯光子量子比特，也没有完全正交的量子比特状态。大质量粒子自旋的约化密度矩阵定义明确，但在洛伦兹变换下不是协变的。自旋熵不是一个相对论标量，没有不变的意义。量子信号的可分辨性及其纠缠依赖于观测者的相对运动。
2003-01-15 quant-ph
Two qubit copying machine for economical quantum eavesdropping
我们研究了当一个处于任意状态的量子比特与另一个处于给定固定状态的量子比特相互作用时发生的映射，从而导致两个量子比特系统上的一些幺正变换，实际上，这使得第一个量子比特的两个副本。一般问题的质量产生的副本讨论使用一个特殊的表示，通常的施密特分解的推广，一个任意的二维子空间的张量积的两个2维希尔伯特空间。我们展示了量子线路，它可以复制这种类型的任何两个量子比特复制机的结果。一个简单的随机泛化（使用一个“经典”的随机信号）的复印机也被认为是。这些复制机提供了先前针对BB84和B92量子密码协议提出的最佳窃听方案的简单实施例。
1999-04-29 quant-ph
An Arbitrary Two-qubit Computation In 23 Elementary Gates
量子线路目前构成了量子计算的主要模型。我们的工作解决的问题，构建量子线路实现任意给定的量子计算，在两个量子比特的特殊情况下。我们追求没有辅助量子位元的电路和尽可能少的基本量子门。我们的最坏情况下的最佳双量子位电路的下限要求至少17个门：15个单量子位旋转和2个hocT。为此，我们建设性地证明了23个基本门的最坏情况上限，其中最多4个（CNOT）需要多量子位相互作用。我们的分析表明，在以前的工作中提出的综合算法，虽然更一般，需要更大的量子线路比我们的特殊情况下的两个量子比特。一种这样的算法具有61个门的最坏情况，其中18个可以是hocT。我们的技术依赖于KAK分解从李理论，以及极和频谱（对称舒尔）矩阵分解从数值分析和算子理论。它们与先前发表的关于相移贝尔态的“魔术基础”的两量子比特门的正则分解有关。我们进一步扩展这种分解的量子计算的基本门。
2003-03-03 quant-ph
Why quantum computing is hard - and quantum cryptography is not provably secure
尽管20世纪90年代人们对量子计算寄予厚望，但过去十年的进展一直很缓慢;我们仍然无法使用超过三个量子位进行计算，并且与十年前相比，我们并没有更接近解决真正感兴趣的问题。另外，最近的流体力学实验已经证明了从完全经典的运动中出现的一系列量子现象。我们提出了两个具体的假设。首先，仓本理论可能为纠缠的几何思考提供了基础。其次，我们考虑了最近的孤子模型的电子，其中的量子机械波函数是一个载波的相位调制。这两个模型是一致的，彼此和观察。这两种模型都表明纠缠和退相干可能与设备的几何形状有关。这两个模型都预测，很难维持平面中超过三个量子位或三维结构中超过四个量子位的相位相干性。孤立子模型还表明，实验工作似乎证明了对贝尔不等式的违反，但实际上可能并非如此;不管它是否是对世界的正确描述，它暴露了贝尔检验逻辑中的一个缺陷。因此，基于EPR的量子密码学的安全性还没有得到证实。我们提出量子计算实验来验证这一点。最后，我们研究了这种孤子模型的两种可能的解释：一种是与量子力学的交易解释一致的，而另一种是完全经典的模型，在这种模型中，我们不必放弃一个单一世界的想法，在这个世界中，作用是局部的和因果的。
2013-01-30 cs.CR math-ph math.MP
Four Atomic Optical Energy Levels as a Two Qubit Quantum Computer Register
提出了用四个原子光学能级作为两个量子比特的量子寄存器。以LaF_3单晶中的单个Pr ~（3+）原子为例，讨论了量子门的实现.该物理系统的平衡态是量子计算的理想输入态，因此不需要特殊的制备过程。
2000-01-25 quant-ph
Bohmian Chaos and Entanglement in a Two-Qubit System
本文研究两纠缠量子比特系统中玻姆流临界点在混沌发生中的作用，发现增加纠缠程度可缩短混沌轨迹的有限时间LCN收敛至最终正值的时间。
2025-09-12 nlin.CD quant-ph
Quantum Feature Engineering for Credit Default Prediction: When and Why IQP Circuits Help Linear Classifiers
Reichman University（赖希曼大学）
本研究使用IQP电路生成特征，在信用违约预测中提升逻辑回归F1分数0.055，优于核主成分分析，且特征选择至关重要，揭示了线性表达能力机制。
2026-09-10 cs.LG quant-ph
Why $ψ$ is incomplete indeed: a simple illustration
随着Aspect、Clauser和Zeilinger获得诺贝尔奖，国际科学界承认了贝尔不等式实验违反的根本重要性。然而，人们仍然在争论贝尔假设中的失败，导致这些不平等，通常被概括为“局部实在论”，或者更恰当地说是“经典局部实在论”。最常见的解释是“量子非定域性”，然而它仍然与相对论因果关系完全兼容;这使得人们怀疑这些实验中是否真的涉及任何非定域现象。在这里，我们想重述另一种选择，有时被称为“预测不完备性”，与爱因斯坦、波多尔斯基和罗森所声称的通常的状态向量$ψ$确实是不完备的这一观点密切相关。然而，正确的方法来完成$ψ$与隐变量无关，但需要指定测量上下文，正如玻尔所声称的那样。这里我们将考虑两个自旋1/2或两个量子比特的简单情况，以保持论证简单，但它确实普遍适用于量子力学。
2022-10-12 physics.hist-ph quant-ph
Derivation of Interacting Two-Qubit Dynamics from Spin-Boson Model
该研究从自旋-玻色子模型推导出相互作用双量子比特的阻尼运动方程，发现总自旋弛豫遵循量子Landau-Lifshitz-Gilbert方程，且双自旋复合模式在弛豫后仍振荡，表明其关联对耗散稳定。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mermin's Inequalities of Multiple qubits with Orthogonal Measurements on IBM Q 53-qubit system
利用噪声中尺度量子（NISQ）技术研究了IBM Q 53量子比特计算机的纠缠特性。我们在IBM Rochester上研究了多量子比特（N=2到N=7）的类GHZ态，并将其Mermin多项式的最大违反值与解析结果进行了比较.采用N比特正交测量规则进一步证明纠缠小于局域实在论（LR）的最大值。测量的正交性是除LR最大值之外的另一个可靠的纠缠判据。结果表明，当N <= 4时，IBM 53量子比特的纠缠度相当好，而对于较长的纠缠链，纠缠度只对某些特殊的连通性有效。
2020-06-09 physics.data-an quant-ph
Two-qubit trace-norm geometric discord: the complete solution
给出了确定任意两量子比特态迹范数几何不协调问题的完整解。由于有效地将问题归结为对依赖于投影机的某些映射的临界点的研究，从而得到了最终的答案。我们的研究结果说明各种，也是新的，家庭的两个量子比特的状态，并比较已知的特殊解决方案。
2019-02-19 math-ph math.MP quant-ph
Support-Projected Petz Monotone Geometry of Pure Two-Qubit Families: Universal Three-Channel Decomposition and Non-Reduction of Curvature Invariants
本文提出了一种支持投影的Petz单调几何框架，用于纯双量子比特家族，实现了通用三通道分解并展示了曲率不变量的非缩减特性。
2025-11-25 math.DG quant-ph
Analytical Solution of The Two-Qubit Quantum Rabi Model
本文给出了一般情况下双量子比特Rabi模型的解析解。此外，在失谐量的情况下，对量子比特-光子耦合常数的某些特殊值，给出了信息熵与冯诺伊曼熵$(ρ_{A})$的比较.证明了占据几率$ρ_{11}, ρ_{22}, ρ_{33}$和$ρ_{44}$的振荡与自发发射的情况是等价的。当失谐参数$Δ_{2}$等于零时，占用概率$ρ_{11}$达到猝死的情况。
2015-06-09 physics.optics quant-ph
Efficient Two-Qubit Pulse Sequences Beyond CNOT
我们设计了一种有效的控制旋转门，它可以以任意角度作用于三自旋编码的量子比特，用于纯交换量子计算。给出了两种脉冲序列结构。第一个是由精确CNOT门的有效Fong-Wandzura序列的分析推导而激发的。在这里简要回顾一下，这种推导是基于将SWAP脉冲的短序列提升到纠缠的两量子比特门。为了超越CNOT，我们将类似的提升应用于由SWAP和任意持续时间的一个脉冲组成的修改后的短序列。这导致了两个量子比特序列，它们执行任意角度的受控旋转门。第二种构造简化了先前建立的一类任意CPHASE门。这两种构造都是基于从具有特殊性质的连续性中构建两个量子比特序列，这些特殊性质使得构造的每一步都可以解析。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
