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经典和量子电磁干扰
摘要 - 在50/50束分离器中，在量子光学群体中长达数十年的二阶相关功能的二阶相关函数是指示灯的量子性质的指标。但是，最近的工作[1]提出了一些值得注意的讨论和实验，即经典电磁场仍然可以在特定条件下显示出零相关性。在这里，我们检查了50/50梁分离器中的分析经典和量子电磁场在各种输入条件下的二阶相关函数的背景下。在量子电磁学中采用了海森贝格的图片，我们检查了二阶相关功能的分子中的四项干扰项的组成部分，并阐明了它们的物理意义。因此，我们揭示了经典干扰和量子干扰之间的基本差异，如Hong-ou-Mandel（HOM）效应所示。量子效应与：（1）没有经典类似物的换向器关系； （2）规定系统的单量子量子状态所需的fock状态的特性； （3）破坏性波干扰效应。在这里，（1）和（2）表示光子的不可分割性。相反，经典的效应要求存在两个破坏性波干扰，而无需规定量子状态。
模拟格子施温格模型的量子算法
Schwinger 模型（1+1 维量子电动力学）是研究量子规范场论的试验平台。我们给出了可扩展的显式数字量子算法来模拟 NISQ 和容错设置中的格子 Schwinger 模型。具体而言，我们使用最近推导的交换子界限对 Schwinger 模型的低阶 Trotter 公式模拟进行了严格分析，并给出了两种情况下模拟所需资源的上限。在格点中，我们发现在 N/2 个物理点上具有耦合常数 x − 1 / 2 和电场截止 x − 1 / 2 Λ 的 Schwinger 模型可以在量子计算机上使用 e O ( N 3 / 2 T 3 / 2 √ x Λ) 中的多个 T 门或 CNOT 进行模拟，时间为 2 xT，操作数为固定算子误差。这种使用截断 Λ 的缩放效果优于量子比特化或 QDRIFT 等算法的预期效果。此外，我们给出了可扩展的测量方案和算法来估计可观测量，这些可观测量在 NISQ 和容错设置中都是通过假设一个简单的目标可观测量（平均对密度）来计算的。最后，我们将通过模拟估计此可观测量的均方根误差限制为理想和实际 CNOT 通道之间的菱形距离的函数。这项工作提供了对模拟 Schwinger 模型的严格分析，同时还提供了可以测试后续模拟算法的基准。
量子信道的量子性和去量子性功率
作为随机分析中过渡矩阵的自然推广，量子通道是完全正向的、保持迹的映射。量子通道通常会改变系统的量子特性，例如引起量子态的退相干[1,2]、破坏量子关联[3–6]。从信息角度表征量子通道已经取得了丰硕的成果，量子通道的纠缠能力[7]、去相干能力[8]、相干和退相干能力[9–14]、量子性产生能力[15]等都已被研究。本文通过分析集合中量子性的动态特性，提出了一个定性和定量表征量子通道的框架。量子集合 E = { ( pi , ρ i ) , i ∈I} 由一族量子态和一个表示每个状态出现概率的概率分布表示 [16]。量子集合自然出现在量子力学和统计物理学中，是量子信息学中一个基本而实用的对象，尤其是在量子测量和量子通信中 [17–23]。只要所涉及的量子态不交换，量子集合就具有某种固有的量子特性，在量子集合中称为量子性。它在量子密码学和其他各种量子信息处理任务中起着核心作用。人们从不同的角度提出了各种量子性测度，如通过交换子 [ 24 , 25 ] 的测度，基于不可克隆和不可广播的测度 [ 19 ]，从可访问信息的角度定义的测度 [ 24 ]，以及通过相对熵 [ 26 ] 和相干性 [ 27 , 28 ] 的测度。一般来说，在进行量子信道之后，量子集合中的量子性会发生变化。研究量子信道能够引入或减少的最大值是理所当然的。本文利用基于交换子的易于计算的量子性测度 [ 24 ]，从量子功率和反量子功率的角度研究了量子信道的表征，它们分别量化了量子信道能够引入和减少的最大量子性。与文献 [ 3] 的结果相比， [ 29 ] 其中，通道的量子性定义为