Detecting quantum coherence and complex quantum systems in physical sources without a predefined basis
Abstract
量子相干性是量子理论的核心特征，与纠缠、复数结构及随机性理论紧密相关，具有重要应用价值。近年来，量子相干性被视作一种量子资源，并建立了系统的相干性度量框架，涌现出多种度量方法。这些相干性度量方法都依赖于量子态的精确表征和预先选定的参考基。本文指出，量子相干性可以在半设备无关场景下被观测到，这意味着除了二维量子系统外，无需再信任相关设备及预先选择参考基。我们首先建立了非相干源的严格数学定义，进而利用Gram矩阵的秩分析理论，构建了线性和非线性两类相干性见证方案。理论证明显示，该方法不仅能有效区分相干源与非相干源，还能进一步鉴别系统的底层结构特性，即判定系统属于经典系统、实数量子系统还是复数量子系统。特别地，我们证明了在最小测量资源下线性见证的可行性，并通过行列式见证提供了更完备的检测手段。本研究为量子相干性资源验证提供了新的理论工具，对量子设备认证和量子基础研究具有重要意义。
Fields of Study & Subjects
Quantum Information and Cryptography
Quantum Mechanics and Applications
Quantum Computing Algorithms and Architecture
Publication details
- Journal / source
- Acta Physica Sinica
- Volume
- 75
- Issue
- 6
- Publication date
- 1 January 2026