量子系统的纠缠探测与纠缠测量

在回顾了量子系统中有关纠缠探测的各种方法和纠缠度不同定义的基础上,总结了探测两体或多体纠缠的几种分离判据;分析了它们与正映射之间及其相互之间的关系;重点分析了纠缠目击者这种特殊的分离判据,包括它的定义以及构造方法,并且从实验观点分析了它的应用。在已提出的公理化假设的纠缠测量思想的基础上,讨论了理论上各种两体纠缠度和多体纠缠度的定义并且讨论了各种纠缠度在实验中的估计问题。最后对各种非线性分离判据进行了分析。     

利用一个两粒子纠缠态实现三粒子GHZ纠缠态的隐形传态

提出利用一个两粒子纠缠态传送N粒子GHZ纠缠态的方案,首先考察三粒子GHZ纠缠态在量子信道是最大纠缠态时情形,然后进一步考察量子信道是非最大纠缠态的情形,发现通过对某些粒子执行H操作和von Neumann测量,并引进两个辅助比特,在非最大纠缠态时还需构造一个幺正变换矩阵,可实现三粒子GHZ纠缠态的隐形传态,最后推广至N粒子,该方案相比其它方案最大的优点是节约了量子信道纠缠资源。     

用W态作量子信道实现纠缠态的隐形传送

我们提出了用W态作为量子信道实现纠缠态的隐形传态的方案，并证明了成功实现传态的概率是4／9。在隐形传态的过程中，操作的秩序并不影响成功实现量子隐形传态的概率。     

一种无纠缠态的量子秘密共享协议

秘密共享是指将一个秘密按适当的方式进行隐藏或拆分,只有若干个参与者一同协作才能恢复该秘密,该技术在云计算领域中能够确保信息安全和数据保密.提出了一种不使用纠缠态的量子秘密共享协议,通过使用量子密码算法确保系统的安全性.相比其他的秘密共享协议,该协议具有以下优点:与传统的基于数论的秘密共享协议相比,本协议由于使用量子通信的技术,从而能够有效抵抗Shor算法攻击;相比其他的量子秘密共享协议,由于本协议没有使用量子纠缠态,在技术程度上更容易实现;如果存在攻击者或恶意的参与者,该协议能够在秘密恢复过程中迅速发现,避免恢复错误的秘密.     

三维时间片最大纠缠态的最优检测

如何实现高维纠缠态的纠缠检测是量子科技理论和实验研究的一项重要内容。传统的基于保真度的纠缠见证并不能适用于检测所有种类的纠缠态,且其测量组合的数目也并非最优。通过在光子的时间片自由度上制备出两体三维最大纠缠态,在使用传统纠缠见证无法认定其纠缠性质的情况下,采用基于凸优化理论的纠缠检测方法对该量子态的纠缠维度进行检测。结果表明,凭借新方法可获得更有效的测量方案,能够高效准确地认证目标态的纠缠维度,并将传统纠缠见证实验所需的15组测量组合减少至6组。     

利用两个EPR对隐形传送三粒子纠缠态

提出了一个传送三粒子纠缠态的方案.在方案中,选择两个EPR对作为量子通道,并且引入了一个辅助量子位.通过做控制非门操作及合适的幺正操作,成功地以一定几率传送了三粒子纠缠态.     

利用线性光学器件实现三体纠缠相干态的纠缠交换

利用一个两体最大纠缠相干态作为量子通道,通过线性光学器件实现了连续变量纠缠态的纠缠交换方案。我们采用分束器和相移器这两种线性光学器件,借助量子隐形传态的思想,实现了三体纠缠相干态的纠缠交换,这一纠缠交换只有一种测量过程是失败的,但几率很小。详细的分析显示,当光场平均光子数大于2,成功纠缠交换任意三体纠缠相干态的概率和总平均最小保真度接近1。     

基于W类态的未知两粒子纠缠态的量子隐形传态

提出了一种用W类态作为信道对未知二粒子纠缠态进行隐形传态的方案。通过研究表明，接受者只要采取适当的幺正变换的策略就可以实现概率性的隐形传态。     

一种新的基于纠缠交换的量子秘密共享协议

分析了基于纠缠交换的量子秘密共享(QSS)协议的不安全性,提出了一种新的基于纠缠交换的QSS协议.所有的纠缠态都由发送方制备,并且随机改变发送给同一个代理两个粒子的相对顺序.接收方收到粒子后,如果是检测模式,发送方公布两个粒子的相对顺序,双方进行窃听检测;如果是信息模式,两个接收方分别对各自收到的两个粒子进行联合测量,...     

一种新的量子纠缠无线中继模型及RQCP协议研究

无线量子通信是未来量子通信系统的重要组成部分,而量子纠缠中继则是无线量子通信的关键技术之一.然而,由于在无线信道上存在各种干扰和噪声,使得量子纠缠态远程传送的实现正面临很大的困难,为此,本文提出了基于移动终端和移动基站的两种量子纠缠中继方案,建立了量子无线通信网络的分层结构,给出了量子纠缠态无线传输的路由协议(RQCP).分析结果表明,即使在量子通信终端之间没有共享EPR纠缠对的情况下,本模型同样可以完成量子态的无线传输,并且其传输时延与链路的无线跳数无关.因此,从传输时延的观点来看,该中继方案和协议是最优的.     

耦合腔系统双光子过程中的纠缠特性

研究原子与耦合腔相互作用系统,考虑每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过双光子跃迁与腔场发生共振相互作用,通过解薛定谔方程导出了系统态矢的演化规律;利用负本征值度量两个子系统间的纠缠,研究两原子间和原子与腔场间的纠缠演化,讨论了两腔场间耦合系数变化对纠缠的影响。研究结果表明:随腔场间耦合系数增大,原子间的纠缠和原子与腔场间纠缠均表现出从不规则振荡向准周期性演化的转变,当腔场间耦合系数大于一定值后它们均呈现出准周期性演化规律;而曲线平均值呈现时而增大时而减小的过程,表明它们与腔场耦合系数间存在非线性关系;另一方面,当腔场间耦合系数较小时,原子与腔场间纠缠还呈现出崩塌和恢复现象。     

相位退相干对多光子过程中两原子纠缠的影响

利用全量子理论及部分转置矩阵负本征值的方法,研究了存在相位退相干时多光子T-C模型中两个二能级原子与数态光场相互作用系统中两原子的纠缠演化特性。讨论了相位退相干系数、原子间偶极-偶极相互作用系数、跃迁光子数对原子间纠缠演化特性的影响。结果表明：相位退相干因子并不能完全破坏两原子间的相干性,而是衰减了原子间纠缠度的振荡幅度。随着偶极相互作用系数的增大和跃迁光子数的增多,两原子最终处于纠缠度值较稳定的纠缠态;两纠缠原子的相干性越好,两原子越容易达到纠缠度值较大且稳定的纠缠态。     

基于W类态的未知两粒子纠缠态的量子隐形传态

提出了一种用W类态作为信道对未知二粒子纠缠态进行隐形传态的方案。通过研究表明,接受者只要采取适当的幺正变换的策略就可以实现概率性的隐形传态。     

Teleportation of an unknown two-particle entangled state via an asymmetric three-particle entanglement state

In this article, a protocol for the teleportation of an unknown two-panicle entanglement is proposed. The feature of the present protocol is that we utilize an asymmetric threeparticle entangled state as the quantum channel. The optimal discrimination between two nonorthogonal quantum states is adopted. It is shown that an unknown two-particle entangled state can be probabilistically teleported from the sender to the remote receiver on condition that the co-sender successfully collaborates. The fidelity in this protocol is one. In addition, the probability of the successful teleportation is calculated and all kinds of transformations performed by the sender and the receiver are provided in detail.     

双模真空压缩态在相阻尼情况下的量子纠缠与非定域性

研究了双模真空压缩态在相阻尼情况下的非定域动力学和纠缠特性.在得出该系统密度演化算符的明晰表达式后,我们基于"宇旋算符"而引入合适的Bell算符,从而很好的揭示了该态的非定域性.通过计算其相对熵纠缠度,我们也很好的揭示出其纠缠特性.     

利用Bell态实现量子隐形传态

量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。文章从信息论的角度描述了量子比特、量子纠缠态，如何利用量子线路实现Bell态，提出了一种利用Bell态实现隐形传态的简单结构的量子线路，证明该量子线路是可行的，为进一步研究量子密码通信奠定了基础。     

基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案

为提高昌燕等提出的量子安全直接通信的通信效率和安全性,设计了基于d维Bell纠缠态的量子安全直接通信方案.通信前发送方(Alice)对d维Bell态粒子进行幺正变换来编码秘密信息,将变换后的d维Bell态粒子二序列发送给接收方(Bob),利用通信双方各自的POVM测量结果和Bell态粒子的纠缠特性,结合部分经典信息实现秘密消息的传输.采用熵理论、概率论分析协议的安全性,结果表明提出方案是安全的,且比昌燕等提出方案的传输效率高,窃听探测率也提高了11％.