任意二粒子纠缠态的受控量子通信

为了解决任意二量子通信问题,首先给出了五粒子和七粒子纠缠态的构造方法,并提供了它们的量子线路图。其次,以该五粒子纠缠态为量子信道,提出一个任意二粒子未知量子态的受控隐形传态协议。该协议在监察者Charlie的控制下,Alice进行四粒子投影测量和经典通信,Bob采用简单酉变换就能以100%的概率成功重构一个任意二粒子纠缠态。最后,利用七粒子纠缠态为量子信道,提出了任意二粒子纠缠态的联合受控远程制备方案。在此方案中,发送者Alice用自己掌握被制备态的部分信息构造测量基,发送者Bob采用前馈测量策略,接收者Diana在监控者Charlie的帮助下,通过简单幺正变换就能确定性地恢复原始态。     

利用二粒子纠缠态隐形传递未知二粒子量子态

提出了一个利用特殊的二粒子纠缠态作为量子信道来实现任意二粒子未知量子态的隐形传态。对比Yuan等人提出的利用[χ]纠缠态实现的任意未知二量子态的隐形传态方案。该方案利用二粒子信道和Bell基测量,以及特殊的幺正操作顺利完成信息的隐形传态。而且方案中利用了较少的资源,且获得的原始信息的概率为1。     

基于W态的高效量子信息拆分方案

为提高基于W态的量子通信方案的效率,提出了一种新的基于W态的量子信息拆分(QIS)方案。该方案中,秘密分发者通过局域操作将经典信息编码在量子比特上,并在分发的量子比特中随机插入非正交态粒子进行检测窃听,参与者只需进行3粒子投影测量即可恢复秘密。方案使参与者能够利用1个W态直接共享2比特经典信息,并能够抵御截获-测量、截获-重发和纠缠附加粒子攻击,安全性得以保证。该方案效率较高, 理论上其量子比特效率为67%。     

分层远程量子态制备

提出了研究分层远程态制备(HRSP)的一般方法,系统地证明了分别以4粒子Ω态和4粒子团簇态作为量子信道的HRSP都是可能实现的。随后,将所提出的HRSP方案推广到研究分层联合远程态制备(HJRSP)的一般方法,并指出以5粒子团簇态为量子信道的HJRSP协议是可行的。此外,将HJRSP方案修改成概率HJRSP方案,并以5粒子非最大纠缠团簇态为量子信道证实其可能性。     

基于GHZ态的无酉操作多方量子秘密共享方案

为了简化多方量子秘密共享协议,利用Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）态和互补基特性,提出了一种简单高效的多方量子秘密共享方案。该方案无需进行任何酉操作,发送方和多个接收方之间只需一次量子通信,并使用互补基进行测量即可完成信道安全检测和秘密共享。除去少量用于检测量子信道安全的粒子,其余每个GHZ态粒子共享一个比特的经典信息。安全性分析表明该方案是安全可靠的。     

通过五粒子信道的非对称双向量子信息传输

利用一个五粒子团簇态为信道,分别提出了三个关于二粒子态和单粒子态的双向受控量子信息传输协议。在第一个协议中,通过引入辅助粒子,实施受控非门运算和Bell态测量,Alice能把二粒子未知态传送给Bob,同时Bob也能把单粒子未知态传送给Alice。在第二个方案中,通过引入辅助粒子、巧妙构造正交基和执行单粒子投影测量,Alice能帮助Bob远程地制备二粒子已知态,同时Bob也能帮助Alice远程地制备单粒子已知态。由于他们充分利用了前馈策略去构造测量基,制备任务能够完美完成。在第三个方案中,结合前两个方案的特点,Alice能成功将二粒子未知态传送给Bob,Bob也完美地在Alice处制备单粒子已知态。上述三个方案离开监控者的允许是不能实现的。     

基于W态的量子安全直接通信协议

提出了一种新的两方量子安全直接通信协议。该方案利用有序的四粒子W态作为信息载体,利用幺正变换对秘密消息进行编码,通过当地Bell基测量和经典通信直接传递秘密消息。在理想信道下,协议对于非相干攻击是安全的。该方案的优点在于利用W态作为信息载体,较GHZ态而言,损耗要小得多,并且不需要在量子信道中传输载有秘密消息的量子比特。     

以任意高维纠缠态为量子信道的受控隐形传态

目的是利用高维量子纠缠态为量子信道，讨论未知单粒子态的受控隐形传输问题。以三维量子纠缠态为信道，提出一个二维任意单粒子态的受控隐形传输协议。提出了以任意[d]-维量子纠缠态为量子信道，[t]-维任意单粒子态的隐形传输协议[(t相似文献   

基于EPR对的任意四粒子Cluster类态全概率联合远程制备

采用4个EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)对作为量子信道,提出一种新的全概率联合远程制备任意四粒子Cluster类态方案。在这个新的方案中,一个制备者执行四粒子投影测量,另一个制备者对手中的粒子执行二粒子投影测量。然后,接收者对手中二粒子进行某种幺正操作,并分别对两个辅助粒子进行受控非门操作,从而最终得到需要制备的Cluster类态。与其他制备任意四粒子Cluster类态的全概率制备方案相比,所提协议效率较高,而且在实验上更经济可行。     

基于纯态的量子通信系统模型

量子通信与量子计算已经引起人们极大的关注.对于量子态如何用于信息处理的问题,提出了量子通信的两种基本模型:量子直接通信模型与量子隐形传态通信模型.在量子直接通信模型中,用模块化的方法将量子通信全过程分为量子信源编译码,量子信道编译码,量子信道与量子噪声模块,并详细阐述了各个模块的功能与用途.在量子隐形传态通信模型中,利用量子隐形传态特性,通过将待传粒子与纠缠对的联合测量模块化为量子调制部分,给出了基于隐形传态的量子通信一般模型.量子通信在安全性及效率方面具有经典通信无法比拟的优势.     

多体非对称纠缠信道的量子受控密集编码

利用多粒子非对称量子纠缠态,提出一种多体高维非对称量子信道的量子受控密集编码方案。采用量子测量的方法控制纠缠量子信道和密集编码经典信息的传送,通过构造幺正变换矩阵和正交量子测量,纯化量子信道,以一定的概率实现量子受控密集编码,解决了实际量子信道退相干影响下最大纠缠态提取的问题,实现了N方发送方和1方接收方之间密集编码传送信息量的控制,提高了密集编码可调控传送信息量,扩大了调控范围。     

GHZ态的多参数测量控制概率隐形传态

量子隐形传态大多都使用最大化纠缠态作为量子信道,但最大化纠缠资源只存在于理想情况下。研究了非最大化纠缠信道的量子隐形传态,基于非最大化纠缠GHZ态提出了一个新型的概率控制隐形传态方案。通过引入多参数通用测量,可以根据量子信道参数调整测量基参数,进而实现最佳的成功概率。加入了量子控制者,使方案具有更高的灵活性。该方案可以被扩展到接收者没有足够量子能力的半量子通信情况,进一步扩大了概率隐形传态的应用范围。     

Cluster态的量子签名方案

提出一种利用Cluster state纠缠态实现的量子签名方案。该方案中用Cluster态作为量子信道,每一组量子比特串分别分发给消息拥有和签名者Alice、公证人TA、验签名者Bob。加载消息的方法是Alice在TA规定量子比特串序列下,分别对拥有的量子比特对的第一个量子比特进行幺正变换操作而进行。对拥有的量子比特对进行的Bell测量结果是消息的签名。Bob对拥有的对应的两个量子比特对进行Bell测量来验证签名,但要得到公证人TA对其约束才能完成。Cluster state纠缠态在纠缠特性、局域操作保真性和安全性有较好的性能。     

多跳远程量子态制备

多跳远程量子态制备在量子无线网络、长距离量子信息传输中有重要价值。融合多跳隐形传态和远程态制备的思想，提出一个多跳远程任意单量子态制备协议。在每一跳中都以三粒子非最大纠缠GHz态为量子信道，利用远程态制备方法，原始单量子态通过中间节点逐跳被制备，每跳恢复的态被用着下一跳被制备的态。通过对单跳和两跳制备的分析，获得了[n]跳制备后方案成功的概率。在协议中，仅涉及到Pauli算子、单粒子测量和前馈策略，因此该方案易于物理实现。     

Quantum information transmission

We present a scheme of quantum information transmission, which transmits the quantum information contained in a single qubit via the quantum correlation shared by two parties (a two-qubit channel), whose quantum discord is non-zero. We demonstrate that quantum correlation, which may have no entanglement, is sufficient to transmit the information needed to reconstruct a quantum state. When the correlation matrix of the two-qubit channel is of full rank (rank three), the information of the qubit (in either a mixed state or a pure state) can be transmitted. The quantum discord of a channel with rank larger than or equal to three is always non-zero. Therefore, non-zero quantum discord is also necessary for our quantum information transmission protocol. The scheme may be useful in remote state tomography and remote state preparation.     

Quantum splitting an arbitrary three-qubit state with χ-state

In this paper, we propose two schemes to remotely split an arbitrary three-qubit state. The χ and a GHZ state are used to construct the quantum channel. One scheme is completed by using the generalized Bell basis measurement of multi-particles. The other scheme is constructed by using the quantum primitives, which are described by the quantum circuit and photon architecture.