双模腔场中两原子纠缠的动力学性质

研究了由两个初始处于类贝尔纠缠态的二能级原子与双模粒子数场组成的相互作用系统中,腔场参量、环境及能量转移对两原子纠缠化特性的影响。结果表明:两原子之间的纠缠演化呈现周期性,两原子的纠缠初态、原子之间的偶极相互作用和双模粒子数场中的光子数对其有着显著的影响。同时发现当双模光场均为非真空场时,两原子的纠缠会出现猝死现象,原子之间的偶极相互作用对该现象的产生具有抑制作用,强偶极作用能维持两原子间的纠缠量一直保持比较大的状态。进一步分析了两原子子系统的纠缠演化与原子-光场纠缠演化的关系,指出纠缠猝死现象发生时所暂时失去的纠缠量被转移给了环境。在文末,对两原子子系统纠缠度随时间的变化与两原子能量变化之间的联系进行了比较直观的说明。     

多体量子态全可分的一个纠缠判据

研究了量子信息理论中多体量子态的纠缠探测问题.利用量子系统上的局域正交可观测量算子,以及多体复合系统的局域不确定关系和斜信息,讨论了有限维情形多体复合系统中全可分量子态与其关系.得到了多体量子态全可分的若干必要条件,推广了有限维两体量子系统的相应结果,获得了识别多体量子态纠缠性的一些方法.     

色散对T-C模型两原子纠缠演化特性的影响

用部分转置矩阵负本征值,研究了两个原子之间存在偶极相互作用的情况下,再加入三阶色散相后,腔中两原子的纠缠演化。结果表明：色散系数取1时对纠缠量的影响和不加色散介质时相比区别不大,但随着色散系数的增大,原子处于纠缠态的时间变短变多,原子的演化周期明显加速。     

两体量子态可分离性判据

一般情况下,判断一个给定量子态是否为纠缠态以及是否可用于信息处理是一个比较复杂的问题.文中研究了两体量子态的可分离性,通过分析密度矩阵在可分离状态下的展开式以及展开系数之间的关系,给出了两体量子态可分离性的一个新的判据:若量子态可分,则展开系数必满足一定的不等式.此判据仅依赖于系统的维数和密度矩阵的展开系数,而这些数据是易于求得的,使得量子纠缠态的判断简单易行且易于操作,在实际运用中具有理论价值.     

两体高维系统Negativity的研究

首先从理论上对Negativity的两种定义进行比较,然后推导出二参量两体高维量子系统Negativity的表达式.     

三体Bell对角态的纠缠

给出了三体2⊗2⊗3Bell对角态纠缠判定的一个必要条件和3⊗3⊗3Bell对角态纠缠的充分条件,进一步研究了3⊗3⊗3Bell对角态纠缠与密度矩阵部分转置的关系以及Bell对角态负性的数学表达式.     

用非最大纠缠信道实现量子态的理想传输

为了使用非最大纠缠量子态作为传输信道实现量子态的理想传输,在接收端提出可逆纠缠匹配方法。该方法通过隐形传输中的张量表达式求出Bell基和2粒子计算基之间的过渡矩阵(测量矩阵),待发送端执行完Bell基测量,接收端得到坍缩态后引入若干个粒子组成辅助信道,从接收端量子态的张量表达式中可以看出辅助信道和传输信道以及测量矩阵之间的内在关系,利用此关系令辅助信道参数矩阵为传输信道参数矩阵和测量矩阵的乘积的逆矩阵,接收端对持有粒子和辅助信道进行Bell基测量和变换,即可恢复出初始态。该方法与引入单粒子辅助量子态的方法相比,可以实现量子态的理想传输。     

一类两体量子系统中无偏的最大纠缠基的构造

研究一类两体量子系统中无偏基的构造问题.在两体量子系统C~dC~(d′)中已知两组无偏的最大纠缠基的条件下,给出两体系统C~dC~(mld′)中无偏的最大纠缠基的一种构造方法,本文结果推广了文献[6]中的结果.     

三粒子纠缠GHZ态的量子隐形传输

提出实现三粒子纠缠GHZ态的量子隐形传输方案。该方案利用三个二粒子纠缠态作为量子信道,并考虑了量子信道为最大纠缠态的情况,实现三粒子纠缠GHZ态的量子隐形传输。     

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GHZ态纠缠交换的量子秘密共享

提出了一个基于GHZ态纠缠交换的新的量子秘密共享方案．该方案中，消息发送者Alice通过对GHZ态纠缠交换和局部幺正操作使得接收者Bob和Charlie能直接共享其秘密消息．所提出的方案是高效的，除去用于窃听检测的粒子，其余粒子全部用于消息传输，2个GHZ态纠缠交换可以共享2 bit经典消息．安全分析表明, 该方案是安全的, 适合将三方秘密共享协议推广到多方的情形．     

两体量子的局域删除与纠缠态的提取

尽管在全局操作下,正交量子态可以精确删除,但是在局域操作下,即使是正交的量子态也不一定可精确删除.本文首先考虑了在局域操作下,两体正交最大纠缠态和量子信道的局域删除问题,得到了它们可以实现局域删除的充要条件,其次研究了量子纠缠问题,得到一个从有限量子拷贝纠缠提取的必要条件.     

利用Bell态纠缠交换的环式量子秘密共享协议

为使量子秘密共享易于实现,提出了一种基于Bell态纠缠交换的协议. 参与方的量子信道构成一个环,通过在环上添加或删除节点可以构造任意多方协议,并且对其他参与方没有任何影响. 分析表明,上述协议不仅能抵抗外部窃听者的窃听,而且能抵抗内部参与方的欺骗,具有无条件安全性.     

标记光源的量子密钥分配方案

研究了基于实际系统的量子密钥分配协议.在使用纠缠的基础之上,提出了一种使用光子数可分辨探测器的标记单光子光源的量子密钥分配方案.分析和计算结果表明,该方案不仅可以增加安全通讯的距离,而且可以有效降低对实验技术的要求.     

量子纠缠判据的一个必要条件

研究了给定量子态的特征值与Hermitian算子特征值乘积的迹不等式和与纠缠判据的关系,得到一个Hermitian算子为纠缠判据的必要条件．     

基于纠缠交换的量子身份认证协议

提出了基于纠缠交换的量子两方身份认证协议,并扩展到基于纠缠交换的量子多方身份认证协议.协议中通信用户初始共享的纠缠粒子对用作认证密钥.用户通过对事先共享的纠缠粒子对进行纠缠交换和经典通信,实现用户之间的身份认证.另外对2种量子身份认证协议的安全性分别进行了分析.     

多体量子系统中量子可分态的分类

为了研究多体量子系统中量子态的可分性, 利用Bell不等式给出了多体量子可分态的所有分类.这些不等式能分类2⊗2⊗2⊗2⊗2量子系统中所有可能的k-可分量子态, 包括全可分、双可分、三可分、四可分.利用推广的Bell算子和真纠缠分类, 运用Cauchy-Schwarz不等式、线性规划等方法, 给出了Bell算子平均值的绝对值上界, 实现了多体可分态的分类.     

量子点、量子点分子及耦合腔场的纠缠动力学

考虑了各含一个二能级的量子点和一个三能级隧穿量子点分子的两耦合腔系统,导出了量子点、量子点分子与腔场发生共振相互作用,量子点处于激发态,量子点分子处于基态,腔场均处于真空态的初始条件下系统的态矢量,运用Negativity度量子系统间的纠缠,采用数值计算的方法研究了量子点原子与量子点分子之间,腔中量子点（量子点分子）与腔场之间和两个腔场之间的纠缠特性,探讨了腔场间的耦合系数及量子点分子的隧穿强度对纠缠特性的影响.结果表明,与弱腔场耦合相比,在强腔场耦合情况下,量子点、隧穿量子点分子与腔场之间的纠缠及腔场之间的纠缠减弱,量子点分子与隧穿量子点分子之间纠缠增强;在腔场弱耦合或强耦合下,随着量子点分子隧穿强度的增加,量子点与量子点分子间及量子点与腔场间的纠缠强度受影响程度较小,只有量子点分子与腔场纠缠出现明显减弱.     

基于纠缠交换和局域操作的量子秘密共享

为提高量子秘密共享的效率，提出了一种直接共享经典消息的协议. 协议充分利用了Bell态纠缠交换和局域操作的性质. 为了检测是否存在窃听者，通信粒子被分为检测和消息2部分，对检测部分采用共轭基测量的方法确保传输安全后，再对消息部分作局域操作编码. 分析表明该协议是安全的，效率可以达到2个Bell态共享2?bit经典消息.