受控循环远程态制备

为了解决多方量子通信问题,首先提出一种构造十粒子纠缠态的方法,并籍此构造出一个3◢n◣+1粒子纠缠态。其次,以十粒子纠缠态为量子信道,提出一个三方受控循环远程制备协议。该协议在监察者David的控制下,Alice能为Bob远程制备一个任意单粒子态,Bob能够在Charlie处远程制备一个任意单粒子态,Charlie也能为Alice远程制备任意单粒子态。进一步,借助3◢n◣+1粒子纠缠态,将此循环协议推广到任意◢n◣方受控循环远程态制备情形。在远程态制备过程中,每个发送者充分利用各自掌握的信息和前馈策略来构造恰当的测量基,通过经典通信和局域操作,就能成功实现任意单粒子态的远程制备。     

基于广播机制的多方量子远程制备协议

量子态远程制备(RSP)是量子信息过程的一个重要分支。为了解决一个发送者向多个接收者同时制备相同量子态的问题,提出了基于广播机制的1对2三方量子态远程制备协议,并将其拓展到1对N多方量子态远程制备中。该协议使用GHZ态作为量子信道,通过构造两组特殊测量基,发送方进行两次多粒子投影测量,接收方根据测量结果进行幺正操作,最终实现1个发送者向多个接收者同时制备相同的粒子态。经分析,协议的这种广播制备模式可以适用于任意多个接收者的情形。     

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。     

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。     

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。     

以最大slice 态为信道的受控量子远程控制

利用三量子最大slice态作为量子信道,提出了单量子酉算子的受控远程执行的两个协议。首先,利用双向量子隐形传态(BQST),给出了一个任意单量子酉算子的受控隐形传输方案。结果表明,通过非最大纠缠信道,发送者能够在遥远的接受者的量子系统上远程地执行一个任意单量子酉算子。如果发送者和控制者对各自量子执行恰当的投影测量,那么量子算子的受控远程执行的成功概率就能达到1。其次,提出了一种不使用BQST方法的部分未知算子的受控远程控制协议。此协议因部分未知算子取自于两个限制集,减少了量子纠缠和经典通信耗费。在这些方案中,当且仅当控制者愿意帮助接受者远程操作,量子算子的受控远程执行才能完成。     

以真六量子纠缠态为信道的双向受控远程态制备

研究了真六量子比特纠缠态在双向量子受控远程态制备中的一个新应用。在协议中,远程的两方在遥远的第三方控制下,能够同时地、确定地交换他们的量子态。如果没有控制者的允许,这种交换是不能成功的,而作为原始的非局域量子资源的一个真六量子比特纠缠态是预先被三方共享的。     

基于量子理论的多方秘密共享方案的构建

量子的独特性质使它在秘密共享方面有着很大的应用前景,但在现实情况下秘密代理者的数目会根据实际情况的不同而发生变化。本文利用五粒子或六粒子的纠缠量子态构造了五和六秘密代理者数目下的量子多方秘密共享方案,在此基础上将其拓展并构建了在n个秘密代理者情况下的秘密共享方案。这使得秘密共享者在秘密代理者数目发生变化时能够选取合适的量子秘密共享方案。此外,在每种秘密代理者数目情形下都使用基于量子纠缠的量子隐形传态的方式实现秘密共享,进一步增加了方案的可选择性。最后,对提出的量子多方秘密共享方案的安全性进行了分析。     

9-量子团簇态信道的非对称双向量子信息传输

利用一个9-量子团簇态为信道,分别提出了三个关于二量子态和三量子态的双向量子信息传输协议。在第一个协议中,Alice能把三量子a1、a2和a3的未知态传送给Bob,Bob能把二量子b1和b2的未知态传送给Alice。Alice采用特殊三粒子态测量基,使得方案简化了一半。在第二个协议中,Alice在远方的Bob处制备三粒子a1、a2和a3的已知态,同时Bob也能在Alice处制备二量子b1和b2的已知态。由于他们充分利用了前馈测量策略,制备任务能够完美完成。在第三个协议中,利用前两个协议的优点,Alice能成功将三量子a1、a2和a3的未知态传送给Bob,Bob也完美地在Alice处制备二量子b1和b2的已知态。     

任意四粒子|χ>态和五粒子Brown态的联合远程制备

通过置换群和巧妙构造测量基,给出了以GHZ型态为信道三方确定性地联合地制备四粒子|χ>态和五粒子Brown态的两个协议,并将两个发送者的情况推广到多个发送者的情形,提高了已有方案的概率而不需添加额外局域操作。