Optimal purification of thermal graph states
在本文中,提出了一种净化协议,其性能被证明是最佳的,当应用到一个特定的子集的图状态是受局部Z噪声。这种混合态可以通过使系统进入热平衡来产生,当它由具有特定图形态作为其唯一基态的哈密顿量来描述时。从这个协议中,我们得到的确切值的临界温度以上的纯化是不可能的,以及相关的最佳纯化率。提出了一种可能的图形哈密顿模拟,它只需要二分相互作用和局部磁场,使系统温度的调谐。
2006-08-30 quant-ph
Optimal quantum repeaters with doubly entangled state purification
最近,Briegel等人提出了一种利用嵌套纠缠纯化的长距离量子通信的量子中继器协议(Physical Review Letters \textbf{81},5932)。在本文中,我们提出了一个改进的方案,用于构建一个最佳的量子中继器使用双纠缠光子对,克服了量子通信通过噪声信道的限制。基于非理想量子操作和经典通信,可以建立效率更高的偏振纠缠量子信道。
2009-02-23 quant-ph
Time-optimal purification of a qubit in contact with a structured environment
我们研究了与结构化环境相互作用的量子比特的纯化的时间最优控制,该结构化环境由与热浴相互作用的强耦合两能级缺陷组成。几何分析的基础上,我们表明弱和强相互作用强度的最佳控制策略对应于量子比特与水库模式的共振。我们研究了量子比特与环境之间的相干性和相关性何时加速了控制过程。
2019-01-17 quant-ph
Optimal two-qubit gates in recurrence protocols of entanglement purification
本研究提出一种借助拟牛顿算法在SU(4)矩阵集搜索的方法,用于优化纠缠纯化递推协议,发现最优协议不必依赖双侧controlled-NOT门,为实验实现提供了灵活性。
2024-04-16 quant-ph
Optimal purification of a generic n-qudit state
提出了一种利用辅助$n$-Qudit系统纯化$n$-Qudit系统的一般混合态$ρ$的量子算法.该算法是最优的,因为(i)辅助qudits的数量不能减少,(ii)确定纯化状态的参数的数量$|Ψ>$恰好等于$ρ$的自由度的数量,以及(iii)$|Ψ>$容易从密度矩阵$ρ$确定。此外,我们还介绍了一个量子线路,其中量子门是作用在$2n$ -量子系统上的么正变换。这些变换由参数确定,一旦忽略辅助量子点,可以调整这些参数以生成任何给定的混合$n$ -量子点状态。
2009-01-13 quant-ph
Optimality of qubit purification protocols in the presence of imperfections
量子控制是量子计算机、模拟器和传感器等量子技术运行的重要工具。虽然有复杂的理论工具来开发量子控制协议,但在结合实验条件的同时制定最佳协议仍然是一个挑战。在本文中,在电路量子电动力学系统中实现实时反馈控制的最新进展的激励下,我们研究了实验缺陷对量子比特纯化协议的最优性的影响。具体来说,我们发现,在检测器的效率低下和不可忽略的退相干的存在下,最优控制解决方案可以显着不同的理想化的动力学模型的已知解决方案。此外,我们提出了一个简化形式的验证定理,以检查控制协议的全局最优性。
2013-02-12 quant-ph
Universal and optimal error thresholds for measurement-based entanglement purification
我们调查基于测量的纠缠纯化协议(EPP)在本地噪声和缺陷的存在。我们推导出一个通用的,独立于协议的阈值所需的质量的本地资源状态,在那里我们表明,本地噪声每粒子高达24%是可以容忍的。这对应于噪声阈值增加了几乎一个数量级,基于联合测量的实现顺序轮的少粒子EPP。我们将我们的结果推广到多部EPP,我们遇到同样高的错误阈值。
2013-03-12 quant-ph
Optimal probabilistic cloning and purification of quantum states
研究了量子态的概率克隆和纯化。这些概率操作的性能通过理想和实际输出状态之间的平均保真度来量化。我们提供了一个简单的公式,最大可实现的平均保真度,我们明确地展示了如何构建一个概率操作,实现这种保真度。我们举例说明了我们的方法,如相位协变克隆的量子比特,克隆的相干态,和纯化的量子比特通过去极化通道和振幅阻尼通道传输。我们的例子表明,概率克隆可能会产生更高的保真度比最好的确定性克隆,即使应克隆的状态是线性相关的,并从一个连续的集合。
2004-03-23 quant-ph
Entanglement purification of multi-mode quantum states
研究了一类多模量子态纠缠纯化的迭代随机过程。在某些情况下,可以仅使用单一信号状态制备来实现完全纯化。提出了一种基于分束器阵列和非线性元件的物理实现方法。以纠缠N模相干态的提纯为例,分析了损耗对量子效率的影响。
2003-02-12 quant-ph
A geometric Fano--Procrustes framework for purification-based distances and quantum channels analysis
Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG-UNC-CONICET), Universidad Nacional de Córdoba(恩里克·加维亚多物理研究所(IFEG-UNC-CONICET),科尔多瓦国立大学);Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación(科尔多瓦国立大学。数学、天文学、物理与计算学院)
本文提出了一种基于净化的几何框架,用于分析混合的双量子比特态和量子通道,通过Fano表示法将净化过程参数化为Bloch矢量、辅助系统Bloch矢量和相关矩阵,并将净化优化问题转化为在SO(3)李群上的正交Procrustes问题,从而得到最大净化重叠和最优旋转,定义了净化偏移角Θ,提供几何信息。
2026-05-18 quant-ph
A general scheme for ensemble purification
我们展示了一个一般的程序,以纯化任何给定的系综,通过识别一个适当的相互作用之间的物理系统S的系综和参考系K。我们表明,相互作用可以选择这样一种方式,导致对S-K的空间分离。因此,人们可以用它来准备在一个距离不同的等效合奏。该论点将一个物理上精确的过程与文献中通常考虑的纯粹形式和虚构的过程联系起来。最后,我们从量子计算理论的启发性的例子。
2002-11-05 quant-ph
Optimal Squeezing in Resonance Fluorescence via Atomic-State Purification
原子共振荧光的压缩被证明是优化的适当设计的环境,这可以实现一个准谐振腔。当原子相干性达到最大时,压缩效应达到最佳,对应于纯原子量子态。原子态纯化是通过腔场对原子的反作用来实现的,它增加了原子的相干性,降低了原子的激发。对于实际的腔,原子与腔场的耦合产生了超过99%的原子态纯度。在这种情况下,挤压对失相的脆弱性大大降低,这对于各种应用可能是重要的。
2012-06-27 quant-ph
Asymptotically optimal purification of noisy unitary channels in any dimension
The University of Tokyo(东京大学)
该研究解决任意维度下噪声幺正信道的渐近最优纯化问题,推导最优保真度,给出SU(d)协变并行策略,明确查询复杂度并分析其扩展性,还证明噪声幺正共轭对偶任务的最优保真度与纯化任务的主导阶结果一致。
2026-08-27 quant-ph
Purification of Quantum State through Zeno-like Measurements
提出了一种新的纯化量子态的方法,通过类似Zeno的测量进行纯化。通过简单地对一个量子系统重复同一个测量,人们可以在与前者的相互作用中净化另一个系统。的(有效)纯化的条件规定在一个相当一般的设置,该方法的框架具有广泛的适用性。在特定的设置上明确证明,通过调整相关参数,纯化变得非常有效。
2004-02-25 quant-ph
Quantum amplification and purification of noisy coherent states
量子限幅放大器以引入额外噪声为代价来增加量子信号的幅度。量子纯化协议以相反的方式操作,通过减少噪声同时衰减信号。在这里,我们调查的情况下,这两个极端之间的插值。从高斯调制噪声相干态的$N$拷贝出发,寻找产生纯相干态和放大相干态的$M$近似拷贝的最佳物理过程。我们证明了最佳的确定性过程总是高斯的,而非高斯功率在合适的参数制度的概率优势。最佳的过程是实验可行的,无论是在确定性和概率的情况下。鉴于这一事实,我们提供的基准,可用于验证的实验演示的量子增强放大和纯化的相干态。
2017-02-28 quant-ph
Optimality of feedback control for qubit purification under inefficient measurement
量子系统可以被纯化,即,如果在测量过程中应用反馈操作,则投影到纯状态的速度更快。然而,现有的研究结果表明,这种增强只有在测量效率超过0.5时才有可能,这在实验上是难以实现的。我们解决的任务,找到全局最优的反馈控制净化一个量子比特的测量效率低下的存在。我们使用Bloch向量长度,一个比纯度更物理和实用的量,来评估状态的质量,并采用向后迭代算法来找到全局最优策略。我们的研究结果表明,量子效率远低于0.5,这打开了在现有系统中的实验实施的可能性,可加速。
2019-10-06 quant-ph
Experimental purification of coherent states
我们提出了一个从多个不完美拷贝中最优高斯纯化相干态的方案。实验证明的情况下,通过独立的噪声信道发送的相干态的两个副本的建议。我们的纯化协议只依赖于线性光学和辅助真空状态,使这种方法成为一个有趣的替代更复杂的协议的纠缠蒸馏和量子纠错。
2006-02-20 quant-ph
Entanglement Cost of Optimal Distributed Quantum State Purification
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)(香港科技大学(广州));QudeLeap Research(QudeLeap 研究)
本文确定了去极化噪声下任意二分纯态最优两拷贝纯化所需预共享纠缠:一ebit最大纠缠对足够,且任何达到最优的资源态形成纠缠至少一ebit,为量子网络噪声管理提供纠缠需求基准。
2026-09-22 quant-ph
Purification of two-qubit mixed states
通过局域操作和经典通信,得到了两个两比特混合态可以被纯化为纯的最大纠缠态的充要条件。得到了这种变换的最优方案。这一结果导致了一个必要和充分条件的精确纯化的$n$拷贝的两个量子比特的状态。
2002-09-06 quant-ph
Scaling-optimal purification of noisy qubit unitary channels
The University of Tokyo(东京大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);The University of Hong Kong(香港大学)
针对带噪声的量子比特酉通道,提出基于纠缠辅助量子纠错码的U(2)-协变并行协议,实现噪声强度O(1/n)抑制,并证明在低噪声区域渐近最优。
2026-06-11 quant-ph
Breaking the limits of purification: Postselection enhances heat-bath algorithmic cooling
量子技术需要纯态,而这通常是由极端制冷产生的。热浴算法冷却是理论上最佳的制冷技术:它将熵从多粒子系统运送到热浴中,从而产生高纯度的量子态。在这里,我们展示了如何利用一个单一的二进制结果测量,超越这种迄今为止最佳的技术。我们的协议可以创建任意数量的纯量子态没有任何残余的混合使用最近发现的设备称为量子开关,把两个操作叠加,后选择证明完全纯化。
2023-02-09 quant-ph
Nearly Optimal T-Count for Symmetry-Based Quantum State Purification
State Key Lab of Processors, Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences(中国科学院计算技术研究所处理器重点实验室);School of Computer Science and Technology, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学计算机科学与技术学院);Shandong University(山东大学);Thrust of Artificial Intelligence, Information Hub, The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)(香港科技大学(广州)信息枢纽人工智能领域)
该研究针对对称投影纯化协议,建立了其非克利福德资源(T门)的近最优上下界,明确了T门数量随副本数的缩放关系,为量子态纯化的资源需求提供了理论依据。
2026-10-09 quant-ph
Global versus local optimality in feedback-controlled qubit purification: new insights from minimizing Rényi entropies
雅各布斯在2003年首次证明,通过连续测量一个可观测量来纯化量子比特状态的过程可以通过酉反馈控制来增强。在这里,我们通过在某个终端时刻减少Rényi熵家族中的任何一个$S_α$和$0< α< \infty$来量化这一点,即使对于这个简单的问题,也揭示了随机量子控制的丰富结构。通过用凸性代替线性性,我们推广了Jacobs的原始论点,即在他的协议下用线性演化映射来证明(唯一的)杂质测度,从而使它适用于$1$的有限区间上的$α$的Rényi熵$S_α$.即使有这种推广,雅各布斯的论点未能确定令人惊讶的事实,我们证明了贝尔曼的原则的动态规划,他的协议是全球最佳的所有雷尼熵的减少是局部最大化的协议。同样令人惊讶的是,即使存在一系列雷尼熵,其减小总是被零控制协议局部最大化,该零控制协议在任何情况下都不能被证明是全局最优的。这些结果突出了随机量子控制中局部和全局最优性之间的非直观关系。
2014-08-07 quant-ph
Random dimension reduction and learning symmetric properties of quantum states
Center for Theoretical Physics — a Leinweber Institute, MIT(麻省理工学院莱因韦伯理论物理中心);MIT(麻省理工学院);Department of Mathematics, MIT(麻省理工学院数学系)
提出随机降维方法,在保持等距张量积作用下的不变性质的同时降低多个量子态的维度,从而改进距离、保真度和相对熵的估计上界,并给出高效的量子电路实现。
2026-10-05 quant-ph
Entanglement Purification in Quantum Networks: Guaranteed Improvement and Optimal Time
研究基于CNOT的递归纠缠纯化协议在量子网络中的保证改进与最优时间,证明其在保真度和纠缠度量上的改进,并揭示存储器退相干错误模式改变时的最优时间转变现象。
2025-05-04 quant-ph
Universal quantum state purification under energy-preserving constraints
The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)(香港科技大学(广州));South China University of Technology(华南理工大学);The University of Hong Kong(香港大学)
本文提出在能量守恒约束下实现通用态净化的框架,推导了无通用能量守恒净化的必要条件,并分析了最优性能及协议,展示了如何通过能量守恒操作系统实现最优协议。
2026-08-20 quant-ph
Probabilistic and approximate universal quantum purification machines
Sorbonne Université, CNRS, LIP6(索邦大学,法国国家科学研究中心,LIP6)
研究如何通过概率精确和确定性近似方法将任意量子态和通道提升为纯化和斯蒂尼尔松扩张。证明纯化两个不同秩输入的概率非零即可排除线性正映射,揭示量子理论的根本障碍。近似设置中分析不同策略的性能,发现纯输出策略在大环境维度最优,非纯输出策略在小环境维度更优。
2026-05-07 quant-ph
Asymptotically optimal purification and dilution of mixed qubit and Gaussian states
给定一个混合量子比特态的系综,可以使用称为状态纯化的过程来增加组成状态的纯度。相反的操作,我们称之为稀释,降低了组成状态中存在的纯度水平。在本文中,我们发现渐近最佳程序的净化和稀释的合奏i.i.d.混合量子比特状态,对于一些给定的输入和输出纯度和渐近输出速率。我们的解决方案涉及使用局部渐近正态性的统计工具,它根据单个位移高斯态的衰减和放大来重新描述量子比特问题。因此,为了获得量子比特的解,我们必须首先解决高斯设置中的类似问题。我们为上述所有问题提供了完整的解决方案,用于(全局)跟踪范数优值。
2011-06-16 math-ph math.MP quant-ph
From Entanglement Purification Scheduling to Fidelity-constrained Multi-Flow Routing
本文研究量子网络中的纠缠纯化调度与路由问题,提出了单跳最优纯化调度算法、多跳purify-and-swap策略的最优性条件,以及构建ε-最优保真度约束路径的多项式时间算法,并通过仿真验证了有效性。
2024-08-22 cs.NI quant-ph
Efficient multipartite entanglement purification with non-identical states
提出一种针对非相同GHZ态的多体纠缠纯化协议,通过利用丢弃项进行循环或直接残余纯化,提高效率,适用于未来长距离量子通信。
2023-11-17 quant-ph
Optimal Entanglement Routing in Quantum Repeater Chains: Beyond Fixed Operation Order and Purification Schedule
National and Kapodistrian University of Athens(雅典国立卡波第斯特里安大学);Eulambia Advanced Technologies Ltd.(尤兰比亚先进技术有限公司)
本研究针对量子中继链纠缠路由,提出统一优化框架,证明纯化调度(树形优于泵浦)是决定可行性的主导因素,而操作顺序为替代因素。
2026-09-30 cs.NI quant-ph
Optimal Entropy Compression and Purification in Quantum Bits
全局么正变换(OPTSWAPS),最佳地增加任何混合计算量子比特在量子系统中的偏见-由对角密度矩阵表示-对一个特定的状态的计算基础,实际上,增加其纯度。描述了通过实现上述数据压缩技术(之前使用的3B-Comp的概括)来实现这一点的量子线路。这些电路通过最大限度地将其冯诺依曼或香农熵的一部分转移到任何数量的周围量子位来实现计算量子位中的纯度增量,并且对于整个初始偏置范围都有效。使用optsawats,一个切实可行的新方法,算法实现分层依赖冷却的量子位到各自的限制在工程量子寄存器打开的热浴描绘。除了多量子比特纯化和满足Diplenzo的量子计算在某些架构中的两个标准,量子数据压缩和量子热力学的这项工作的影响进行了讨论。
2022-05-04 cs.DS cs.IT math.IT
The Minimum Distance Problem for Two-Way Entanglement Purification
纠缠纯化需要一些嘈杂的EPR对,并处理它们以产生更少数量的更可靠的对。如果这仅用前向经典侧信道来完成,则该过程等同于使用量子纠错码(QECC)。相反,我们研究纠缠纯化协议与双向经典侧通道(2-EPP)有限块大小。特别地,我们考虑了QECC的最小距离问题的模拟,并表明2-EPPs可以超过量子Hamming界和量子Singleton界。我们还证明了2-EPP可以达到k/n = 1 -(t/n)\log_2 3 - h(t/n)- O(1/n)(渐近达到量子Hamming界)的速率,其中EPP在n个对中产生至少k个好对,最多可产生t个任意错误,h(x)= -x \log_2 x -(1-x)\log_2(1-x)是通常的二进制熵.相比之下,QECC速率的最佳已知下界是量子Gilbert-Varshamov界k/n \geq 1 -(2 t/n)\log_2 3 - h(2 t/n)。事实上,在某些制度中,已知的上界的渐近速率良好的QECC严格低于我们的下限的2-EPP的可实现的速率。
2005-10-13 quant-ph
Optimal purification of a spin ensemble by quantum-algorithmic feedback
将量子粒子的高温系综纯化到已知状态是利用量子多体效应的关键要求。将系统带到其基态的被动冷却的替代方案是基于反馈以使系统主动地稳定在目标状态附近。这种替代方案,如果实现的话,为量子态的设计提供了额外的控制能力。在这里,我们提出了一个量子反馈算法能够稳定的集体状态的合奏从无限温度状态的限制,单量子。我们在半导体量子点中的~ 50,000个原子核上实现了这一点,并表明核自旋波动减少了83倍,降至10个自旋宏观态。虽然我们的算法可以净化单个宏状态,但系统特定的不均匀性会阻止达到此限制。我们的反馈算法进一步工程师经典相关的系综状态,通过宏观状态调谐,加权双峰,晶格多稳态,构成了一个前体对量子相关的宏观状态。
2021-11-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Construction of optimal resources for concatenated quantum protocols
我们考虑基于测量的量子信息处理中资源态的显式构造。我们专注于能够执行特定操作或任务的专用资源状态,其中我们考虑酉Clifford电路以及非迹保持完全正映射,更具体地说,包括Clifford操作和泡利测量的概率操作。我们专注于$1 \to m$和$m \to 1$操作,即将一个输入量子位映射到$m$输出量子位或反之亦然的操作。这种操作的示例包括量子纠错中的编码和解码、纠缠纯化或纠缠交换。我们提供了一个通用的框架来构建最佳的资源状态的复杂任务,这些基本的积木的组合。所有资源状态仅包含输入和输出量子位,因此具有最小的大小。我们得到一个稳定的描述所产生的资源状态,我们也转化为一个电路模式,实验产生这些状态。特别是,我们推导出递归关系的稳定器作为关键的分析工具,以生成明确的(图)描述的家庭资源状态。这允许我们显式地构造用于级联量子纠错码、码切换器、多轮纠缠纯化、量子中继器及其组合的编码、解码和校正子读出的资源状态(诸如用于编码状态的纠缠纯化的资源状态)。
2017-07-06 quant-ph
Rate analysis for a hybrid quantum repeater
我们提出了一个详细的速率分析的混合量子中继器假设完美的记忆和使用最佳的概率纠缠产生和确定性交换例程。混合量子中继协议是基于原子量子比特纠缠分布通过光相干态通信。推导了量子中继器中纠缠产生率的精确解析公式,并研究了纠缠纯化和复用策略对纠缠产生率的影响。更具体地说,我们认为尽可能少的纯化的情况下,我们表明,足够低的本地损失,这样的纯化仍然比多路复用更强大。在一个可能的实验方案中,我们的混合系统可以创建近最大纠缠(F = 0.98)对超过1280公里的距离在100赫兹的顺序的速率。
2010-10-01 quant-ph
Optimal Fidelity-Aware Entanglement Distribution in Linear Quantum Networks
该研究针对两链路线性量子网络的保真度最大化纠缠分发问题,证明纠缠交换和纯化分别等价于二分图与非二分图的最大权匹配,提出两种多项式算法并通过数值实验验证了PtS性能更优、StP省略纯化可获显著收益。
2024-07-12 cs.SY eess.SY quant-ph
Dimensionality reduction with variational encoders based on subsystem purification
用于编码和压缩的有效方法可能为解决高维希尔伯特空间上的有效可训练性问题铺平道路,克服贫瘠高原的问题。在这里,我们提出了一种替代方法变分自编码器,以减少在高维希尔伯特空间中表示的状态的维数。为此,我们构建了一个基于变分的自动编码器电路,该电路将数据集作为输入,并优化参数化量子线路(PQC)模拟器的参数,以产生一个输出状态,该输出状态可以通过最小化Tr(ρ^2)表示为2个子系统的张量积。该电路的输出通过一系列受控交换门和测量,以输出具有一半数量的量子位的状态,同时保留起始状态的特征,其精神与经典算法中使用的任何降维技术相同。所获得的输出用于监督学习,以保证由此开发的编码过程的工作。我们使用条形和条纹数据集(BAS)为8x8网格创建有效的编码状态,并报告95%的分类准确率。因此,所展示的示例示出了该方法在减少在大希尔伯特空间中表示的状态同时保持随后的任何进一步机器学习算法所需的特征方面的工作的证明。
2022-09-28 quant-ph
Complexity of Mixed States in QFT and Holography
利用“纯化复杂度”研究了自由标量场理论中高斯混合态的复杂度。后者被定义为电路复杂度的最低值,在给定混合状态的所有可能的纯化上进行优化。我们认为,最佳净化只包含必要的辅助自由度,以净化混合状态的必要数量。我们还介绍了“模式的模式净化”的概念,在混合状态下的每种模式分别净化,并检查在何种程度上这样的净化是最佳的。我们探讨了纯化复杂性的热态的自由标量QFT在任何数量的维度,并在二维真空状态的子区域。我们将我们的结果与使用各种全息建议子区域的复杂性进行比较。我们发现了一些定性的相似之处,两者之间的分歧的结构和存在的体积法。我们还研究了本文研究的各种情况下的“相互复杂性”。
2019-09-23 gr-qc hep-th quant-ph
Optimal Interpolation of Entanglement Purification Protocols
Department of Computer Science, University of York(约克大学计算机系)
本文研究二分纠缠纯化协议的最优插值,通过概率分布随机选择协议,权衡速率与保真度,优化生成给定保真度量子比特对的速率或给定速率下的保真度,涵盖渐近与有限尺寸两种情况。
2026-08-14 math-ph math.MP physics.comp-ph
Superbroadcasting and classical information
我们通过估计其方向并根据估计的结果准备合适的输出状态来解决将通用量子比特状态的N个副本广播到M>N个副本的问题。这种半经典广播协议比一般的广播协议更具限制性,因为它需要一个提取和处理经典信息的中间步骤。然而,我们证明了一个次优的超广播,即广播与同时净化的本地输出状态的输入,是可能的。我们证明了在$M \to \infty$的渐近极限下,净化率收敛到最优值,证明了最优广播和状态估计渐近等价的猜想。我们还表明,它是可能实现的超广播与同时反转的布洛赫矢量方向(通用非)。我们证明,在这种情况下,状态估计和准备的半经典程序原来是最佳的。最后,我们分析了相位协变情况下的半经典超广播。
2006-08-20 quant-ph
Optimal Qubit Purification and Unitary Schur Sampling via Random SWAP Tests
Duke University(杜克大学)
通过随机SWAP测试实现最优量子比特纯化与单位元施图尔采样,提供无损耗信息提取方法。
2025-12-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech math-ph
Distribution of entanglement in networks of bi-partite full-rank mixed states
研究了节点上量子比特为满秩二部混合态的网络中的量子纠缠分布。特别是,我们使用纠缠交换和净化部分纠缠广泛分离的节点。最简单的方法是沿着连接两个节点的最短链接链执行纠缠交换。然而,我们表明,这种方法可以通过选择一个特定的顺序交换和纯化的协议进行改进。先验地,产生最佳改进的设计是不清楚的。然而,我们参数化的选择,并发现最佳值强烈依赖于所需的改进措施。作为初步应用,我们将新的改进协议应用于Erdös-Rényi网络,并获得了包括低密度限制和临界点处获得的平均纠缠度的精确计算在内的结果。
2012-01-23 quant-ph
Mixed state tomography reduces to pure state tomography
UC Berkeley(加州大学伯克利分校)
混合态成像通过纯态算法实现,首次在样本和门操作上都达到最优的成像算法。
2025-11-19 quant-ph
Measurement-induced purification in large-N hybrid Brownian circuits
非局域地扰乱量子信息的幺正动力学与探测和坍缩量子态的局域测量之间的竞争可以导致测量诱导的纠缠相变。在这里,我们研究这种现象在一个易于分析的所有到所有的布朗混合电路模型组成的量子比特。该系统最初纠缠于一个相等大小的参考,和随后的混合系统动力学要么部分保留或完全破坏这种纠缠取决于测量率。我们的方法可以访问各种熵观测值的平均程序区分,具体来说,我们专注于一个特定的纯度量的平均是特别简单的。我们表示的纯度作为一个路径积分耦合四个副本扭曲的边界条件。鞍点分析揭示了一个二阶相变对应于副本置换对称性破缺低于临界测量速率。过渡是平均场,我们在一个简单的伊辛场论在0+1维的过渡附近的临界性质的特征。除了研究整个系统的纯度,我们研究子系统的纯度,并将这些结果与模型中量子纠错的表现形式联系起来。我们还评论了模拟这种平均纯度的实验可行性,并证实了我们的结果与精确的对角化适度的系统尺寸。
2022-03-25 cond-mat.stat-mech hep-th quant-ph
Optimal copy complexity of quantum state cloning
Korea Advanced Institute of Science and Technology(韩国科学技术院)
该研究确定了秩至多为r的d维量子态的最优渐近复制复杂度,给出了输入拷贝数的渐近标度关系,并揭示了克隆与层析复杂度的操作关联。
2026-08-26 quant-ph