Gottesman-Knill定理指出,可以在经典的调查器上进行稳定状态和Pauli测量的稳定态的动力学。该算法可以以多种方式扩展到任意状态和单位,而运行时的成本增加。此运行时可以看作是实现量子电路所需的非稳定器资源的定量。此外,由于非稳定器元素对于通用量子计算是必需的,因此运行时提供了一种测量计算的“非经典性”的方法。这在量子计算的魔术状态模型中特别明显,其中唯一的非稳定器元素由魔术状态给出。因此,在魔术资源理论中,资源是通过魔术单调量来衡量的,魔术单调与经典仿真算法的运行时间相关。
论文主要分析开放量子系统,即与周围环境交换能量和信息的系统。特别关注开放系统所遭受的退相干或量子相干性的丧失现象,这种现象由于相互作用而表现出来。我们深入探索了测量机制,其中还包括与周围环境的相互作用。退相干理论认为,所有现存的物理系统本质上都是量子的,特别是在宏观系统的情况下,由于信息在状态叠加中丢失,“经典性”从相互作用中产生。可以估计量子相干性丧失发生的时间尺度,并且可以看出,对于宏观系统而言,这发生得非常快。研究还表明,该过程是不可逆的,因为它会导致熵的增加。利用量子纠缠现象来处理相互作用。
超纠缠光子源因其高信息容量而在量子信息处理中起着至关重要的作用。在本文中,我们展示了一种通过热 87 Rb 原子蒸汽中的自发四波混频 (SFWM) 产生偏振和轨道角动量 (OAM) 超纠缠光子对的便捷方法。偏振纠缠是通过在构成相位自稳定干涉仪的两个光束位移器的帮助下相干地组合两个 SFWM 路径来实现的,OAM 纠缠是通过在 SFWM 过程中利用 OAM 守恒条件实现的。我们的超纠缠双光子源具有高亮度和高非经典性,可能在基于原子-光子相互作用的量子网络中有广泛的应用。© 2020 美国光学学会
经典系统的一个定义特征是“原则上可测量”且不受干扰:量子系统明显违反了这一特征。我们描述了一个多干涉仪实验装置,原则上,如果测量重力引起不可约扰动,该装置可以揭示空间叠加源重力场的非经典性。当一个干涉仪产生场时,其他干涉仪用于测量叠加产生的重力场。这既不需要任何特定形式的非经典重力,也不需要在任何阶段产生任何相关自由度之间的纠缠,从而将其与迄今为止提出的实验区分开来。当将此测试添加到最近的基于纠缠见证的提议中时,扩大了用于测试重力的量子公理的范围。此外,所提出的测试为任何有限速率的退相干产生了量子测量引起的扰动的特征,并且与设备无关。
摘要:由于光量子态具有潜在的优势,基于光量子资源的水下通信在过去五年中引起了广泛关注。在此背景下,我们建议在介观强度范围内进行操作,其中光学状态分布良好,所用的探测器具有光子数分辨率。通过利用这些特性,我们证明了一种基于介观双光束状态非经典性的实验量化的新型通信协议可用于通过 Jerlov I 型水通道传输以具有不同平均值的两个单模伪热状态编码的二进制信号。实验结果与开发的理论模型完全一致,并且还根据与两个信号相对应的数据样本研究了协议的可行性。结果的良好质量鼓励更实际地实施该协议,同时探索量子态保持非经典状态的最大距离,从而仍然可以正确区分。
Quantum darwinism认为,经典现实的出现依赖于从量子系统到其许多部分环境的传播。但是,使这种机制成为可能的量子理论的基本物理原理是什么?我们通过在一类包含经典和量子理论作为特殊情况的概率理论中以最简单的darwinism(类似于CNOT的风扇相互作用)来解决这个问题。我们应对任何理论承认这种相互作用的必要条件。我们发现,每个具有非古典特征的理论承认经典信息的理想扩展都必须具有纠缠状态和纠缠的测量。此外,我们表明,Spekkens的玩具理论承认了这种形式的达尔文主义,并且所有概率理论都满足了强大的符号,或包含某种类型的折叠过程。我们的结果表明,在存在局部非古典性的情况下,只有在这种非经典性可以“扩增”到一种形式的纠缠形式时,经典世界才能出现。
在文献中考虑了重力在量子波函数的崩溃中起作用的可能性,并且它具有相关性,这不仅是因为它可以解决量子理论中的测量问题的解决方案,而且还因为它会为搜索统一的量子和引力理论的搜索带来新的和意外的扭曲,这可能是量子和引力现象的理论。di´osi-penrose模型是该想法中最受欢迎的化身。,当系统的质量增加时,它可以预测量子叠加的逐渐分解;因此,它容易受到实验验证。当前实验为模型的自由参数设置了下限r 0≳4˚A,不包括其某些版本。在这项工作中,我们搜索了一个上限,这是来自崩溃足以保证宏观规模的经典性的要求:我们发现并非所有宏观系统都有效地崩溃了。如果一个人放松了此请求,则发现合理(尽管在某种程度上任意)的绑定为:r0≲106°A。这将有助于更好地指导未来的实验,以进一步测试模型。
wigner否定性作为非经典性的众所周知的指标,在使用连续变量系统的量子计算和仿真中起着至关重要的作用。在辅助模式下,通过适当的非高斯操作对Wigner阴性状态进行条件制备是量子光学实验中的常见程序。是由现实世界量子网络的需求激励的,在这里,我们从定量的角度研究了在多部分方案中Wigner负性的远程创建和分布。通过建立类似于普遍的科夫曼 - 昆杜(Coffman-kundu-Wootter)不平等的一夫一妻制关系,我们表明无法在不同模式之间自由分配wigner否定性的量。此外,对于光子减法,我们提供了一种直观的方法来量化远程生成的wigner否定性。我们的结果为利用Wigner负性作为基于非高斯场景的众多量子信息协议的宝贵资源铺平了道路。
摘要 我们研究了量子里奇曲率,它是在早期工作中引入的,在完整的四维量子引力中,以因果动力学三角剖分 (CDT) 的形式非微扰地表述。CDT 方法的一个关键发现是德西特型宇宙的出现,证据是蒙特卡罗对全局尺度因子量子动力学的测量与半经典迷你超空间模型的成功匹配。一个重要的问题是量子宇宙是否也在其更局部的几何性质方面表现出半经典性。利用新的量子曲率可观测量,我们检查量子几何的 (准) 局部性质是否类似于恒定弯曲空间的性质。我们发现证据表明,在足够大的尺度上,曲率行为与四维球面的曲率行为兼容,从而加强了用德西特空间来解释动态生成的量子宇宙。
在实际任务中量子状态实用性的基础的各种资源范围促使开发普遍适用的方法来衡量和比较不同类型的资源。但是,迄今为止,许多此类方法都限于有限维度或与操作任务无关。我们通过引入一种基于鲁棒性度量的连续变量量子系统来量化资源的一般方法来克服这一点,适用于多种物理相关的资源,例如光学非经典性,纠缠,真正的非高斯性和连贯性。我们特别证明该度量具有直接的操作解释,作为一类渠道歧视任务中给定状态的优势。我们表明,鲁棒性构成了任何凸资源理论中的良好,真正的资源量化符,与一种相关的基于负面的措施(称为标准鲁棒性)相反。此外,我们显示了可直接观察到的鲁棒性 - 可以将其计算为单个证人操作员的期望值 - 并建立了评估该度量的一般方法。明确将我们的结果应用于相关资源,我们证明了几类状态的鲁棒性的确切可计算性。