基于W态和Bell态的量子协议

利用W态和Bell态组成的奇数粒子复合量子态,实现任意单量子和两量子比特完美隐形传输协议,稠密编码协议和量子秘密共享协议。对于隐形传输协议,给出发送方的测量基和接收方恢复信息的酉变换;对于稠密编码协议,只需要传输3个量子比特,就能够实现5个经典比特信息的传输。     

噪声信道下量子隐形传态协议研究综述

实用化量子隐形传态技术作为发展可拓展量子计算和量子网络的必经途径,在金融、政务、国防军事、远距离通信（如空间探测）等领域中大显身手,量子纠缠与超联合测量给量子隐形传态基础理论和应用技术带来了巨大挑战,同时也为理论和技术（应用）层面产生基础创新带来了契机。该文从量子纠缠演化与免疫噪声模型、量子信道容量与编码、量子隐形传态机制方面对免疫噪声的量子隐形传态协议研究进行综述,最后探讨未来的研究热点和发展趋势。     

张量表示的量子隐形传态研究

通过定义通道参数矩阵X、测量矩阵Tα和传输变换矩阵σα,介绍一种量子隐形传态的张量表示和分析方法,并用此方法来重新表示量子隐形传输、量子网络控制隐形传输、量子概率隐形传输和量子双向隐形传输。量子隐形传态的这种张量表示方法揭示了量子通道和测量方法之间的内在联系,能给出实现隐形传态时选取量子通道的一般判据。该方法使隐形传态的表示简洁明了,处理多粒子态的隐形传态更有优势。     

基于GHZ态的两方量子密钥协商协议

针对目前基于多粒子纠缠态的量子密钥协商协议利用现有技术无法实现多粒子纠缠态的联合测量问题, 本文基于三粒子GHZ态,提出了一个新的两方量子密钥协商协议。该协议通过利用三粒子GHZ态的测量相关性和延迟测量技术,确保了两个参与者能公平地建立一个共享秘密密钥。由于该协议仅用到了Bell测量和单粒子测量,它在现有技术基础上实现较容易。安全性分析证明了此协议既能抵抗参与者攻击和外部攻击,也能成功地抵抗两种特洛伊木马攻击。并且该协议不但在无噪声量子信道上是安全的,而且它在量子噪声信道上也是安全的。最后,与已有的安全两方量子密钥协商协议比较发现该协议也能达到很高的量子比特效率。     

多方控制的多粒子未知态双向量子隐形传态方案

从任意的未知单粒子态和双粒子态的量子隐形传态出发,提出了一种由多方控制的任意多粒子未知量子态的双向受控量子隐形传态方案。该方案的优点主要有：一是多方参与控制,提高了量子隐形传态的安全性;二是双向受控隐形传态实现了双向通信,提高了量子态信息传输的效率;三是操作简单,具有实验可操作性。     

基于Bell态的两方互认证量子密钥协商协议

针对已有互认证量子密钥协商协议需要可信或者半可信第三方参与造成的步骤繁琐且通信量大的问题,基于Bell态和其纠缠交换性质提出了一个新的两方量子密钥协商协议。该密钥协商协议无需可信或者半可信第三方的参与,就能实现参与者之间的身份互认证和公平的密钥协商,因此降低了协议的通信复杂度。安全性分析表明,该互认证的密钥协商协议能保证身份认证过程可以抵抗假冒攻击,密钥协商过程能抵抗外部攻击和参与者攻击。另外,与已有互认证量子密钥协商协议相比,该协议的量子比特效率较高,且其量子态制备和测量用现有技术更易实现。     

任意未知三维二粒子态的短距离量子隐形传态

为克服长距离量子隐形传态方案中局域操作受限,且易受环境干扰影响通信质量的缺陷,利用1个三维Bell态和1个处于基态的辅助粒子作为量子信道,提出一个任意未知三维二粒子态的短距离量子隐形传态新方案．在该方案中,发送方和接收方除共享三维Bell态外,还必须预先共享1个辅助粒子．发送者对辅助粒子执行量子门运算后,需对其Bell粒子和未知量子系统进行联合测量,并向接收者发送该测量的经典信息．结果表明,接收者以100%的概率将自己拥有的Bell粒子与辅助粒子的量子态转换成被发送者摧毁的未知量子态的精确复制品．本方案传输距离短、承载信息量大、耗费纠缠资源少,在诸如芯片的固态器件上的量子隐形传态有很好的应用前景．     

无需直接Bell态测量的n-量子比特未知量子信息远程传输

量子信息传输过程需要实验上难以实现的直接Bell态测量,基于腔QED理论,让二能级原子与一个受强经典场驱动的大失谐腔场相互作用,可用单原子投影测量替代直接Bell态测量,以实现n-量子比特量子信息传输。引入十进制数来表示量子比特的量子态,给出了信息发送者的测量结果与信息接收者的幺正操作之间简单明了的一一对应关系,使复杂的多体问题简单化。     

无需直接Bell态测量的n-量子比特未知量子信息远程传输

量子信息传输过程需要实验上难以实现的直接Bell态测量,基于腔QED理论,让二能级原子与一个受强经典场驱动的大失谐腔场相互作用,可用单原子投影测量替代直接Bell态测量,以实现n-量子比特量子信息传输。引入十进制数来表示量子比特的量子态,给出了信息发送者的测量结果与信息接收者的幺正操作之间简单明了的一一对应关系,使复杂的多体问题简单化。     

约瑟夫逊电荷量子比特纠缠的实现

为了充分理解固体量子系统中量子纠缠的实现和调控,针对一种超导约瑟逊电荷量子比特电路系统,给定初态,求解演化方程研究末态的纠缠情况。通过变频操作来开关电荷量子比特之间的耦合,选择合适的调节频率Ω和耦合能χ,可以保证无纠缠或非最大纠缠的初态都能演化为最大纠缠态。这种超导约瑟夫逊电荷量子比特电路系统可以用来充当量子纠缠通道,实现信息的隐形传输,也可以充当量子中继器。     

基于部分纠缠态的高效量子安全直接通信

基于两粒子部分纠缠态提出一种高效量子安全直接通信方案。该方案利用诱骗态来检测窃听,协议安全性等价于BB84协议的安全性。通信双方分别通过受控非操作和局域幺正变换编码秘密消息,利用von Neumann测量,结合经典通信实现秘密消息的高效直接传递。与现有协议不同,通信双方通过不同的操作编码和传输秘密消息,共享两个不对称的量子信道,同时在恢复秘密消息时通信双方各自持有攻击者不能掌握的关键量子比特,使得协议在理想和噪声信道中均安全。所有纠缠比特都用于传输秘密消息,协议的量子比特效率较高。     

基于四粒子纠缠态的两方量子密钥协商协议

量子密钥协商协议允许参与者通过公开的量子信道公平地协商一个共享秘密密钥，任何参与者的子集都不能独立地确定该共享密钥。它的安全性由量子力学原理保证，因此能够实现无条件安全，已经吸引了大量的关注。该文基于四粒子纠缠态和逻辑量子比特，提出了两个分别抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的鲁棒的两方量子密钥协商协议。安全性分析证明这两个协议既能抵抗参与者和外部攻击，也能成功地抵抗两种特洛伊木马攻击。另外，这两个协议也能达到比较高的量子比特效率。     

量子比特的密度矩阵表示

介绍了量子比特、密度矩阵和Bloch向量的概念,然后借助外积这一数学工具给出了单量子比特和混合态量子比特的密度矩阵表示及其相关性质,以矩阵及算子理论为基础,对纯态、混合态、缠绕态及叠加态的密度矩阵表示进行了分析,所得结果有助于加深理解量子理论。     

可扩展的囚禁离子系统多量子比特W态的制备方案

提出了一个囚禁离子系统多量子比特W态的制备方案,当囚禁离子系统所有离子的内态处于基态、集体振动模处于单声子态时,利用囚禁离子系统与激光场之间的相互作用即可制备多比特的W态.本方案只需要单束激光作用于囚禁离子系统,而不需要对单个离子进行操纵,制备W态的时间随离子数的增加而减少,具有简单易行且可扩展的优点.     

四粒子团簇态的量子信息分离

提出一个应用两个非最大纠缠态作为量子通道分离未知四粒子团簇态的方案.方案中,发送者制备初始态和作为量子通道的纠缠态,并将部分粒子分别发送给接收者和控制者;发送者与控制者分别对粒子作Bell基联合测量,并利用经典通道将测量结果告知接收者;根据测量结果,接收者在其粒子上执行相应的操作,从而完成量子信息分离.     

一种量子局域网方案及其性能分析

提出了一种基于纠缠交换和经典交换的量子局域网方案．采用载波侦听多址／碰撞检测协议实现多址，由经典交换机传送建立和释放信道等控制消息．通过纠缠交换建立收发端光子的纠缠，基于量子隐形传态的原理传递量子信息．对该量子局域网进行性能分析．结果表明系铣传输量子信息的吞吐率随着通信双方成功建立纠缠的概率、发端成功进行Bell态测量的概率和接收端成功检测到发送量子比特的概率增大而显著增加．     

概率隐形传态中客户透明特性的分析

给出了基于客户/服务模式概率隐形传态的一个双边协议，它达到成功隐形传态的最大概率。证明了Schmidt分解为 的部分纠缠共享量子信道对客户端是透明的；对于一般化部分纠缠量子信道，客户必需知道一个局域幺正算子，将量子信道变换为客户端透明的量子信道，才能执行概率隐形传态。     

量子信息技术浅论

本文对量子信息技术作了一个介绍,说明了量子计算机,量子密码学以及量子隐形传态的优点以及存在的难处.     

量子信息技术浅论

本文对量子信息技术作了一个介绍,说明了量子计算机,量子密码学以及量子隐形传态的优点以及存在的难处.     

利用团簇态实现量子信息分离

提出一个利用5粒子团簇态作为量子信道分离任意2粒子态的量子信息分离方案.方案中,发送者(Alice)、接收者(Bob)和控制者(Charlie)共享5粒子团簇态的量子信道,发送者将需要传送的信息传送给接收者的过程,必须由控制者和接收者共同配合才能完成,否则任何人也得不到信息.发送者和控制者对所拥有的粒子作相应的测量后,通过经典信道告知接收者,接收者选择相应的测量完成量子信息分离方案.