正则变量的量子隐形传态

利用位置和动量、相位和粒子数这两对正则共轭可观察量,研究了两种不同类型的量子隐形传态方案,把连续变量和分离变量的量子隐形传态统一到正则量子隐形传态的框架中.正则共轭可观察量在量子隐形传态中扮演了三重角色:首先,两个对易的正则可观察量,如相位差和粒子数和的共同本征态提供了一个两系统间的量子通道;其次,对另外两系统的一对正则可观察量进行了Bell基测量;最后,由单个系统的正则共轭观察量构成了两个局域的么正变换以恢复这个未知的量子态.     

通过旋转操作和计算基测量实现几率量子隐形传态

提出一种利用部分纠缠粒子对作为量子通道实现量子隐形传态的方案。在此方案中，若发送者施一旋转操作于被传态的粒子并对该粒子和她拥有的部分纠缠粒子对之一实施计算基测量，则该粒子所处的未知量子态被传送给接收者，其态的保真度为1，成功几率与部分纠缠粒子对的两个Schmidt系数有关。此方案可推广到隐形传送N粒子的未知量子态。     

通过六比特最大纠缠态来分裂量子信息

量子信息分裂或量子态共享是经典秘密共享方案在量子方案中的概括。在量子信息分裂中,一种量子态的形式被划分并分发给多个接收者。提出一个通过使用六粒子的最大纠缠态作为量子通道来分裂两量子比特混态的方案。首先Alice执行两个bell基测量并且宣布测量结果,同时分配Charlie(Bob)来重建未知的初态。如果控制者Bob(Charlie)同意帮助Charlie(Bob)获得初态,他们就在各自的量子比特上执行单粒子测量。在发送者对粒子执行Bell基测量以及合作者对粒子执行单粒子测量之后,通过运用适当的幺正算符,接受者可以重建发送者信息的初始状态。     

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。     

一个改进的量子隐形传态回路

量子隐形传态是一种典型的量子通信方式,它用经典辅助的方法来传送量子态,并引入了量子纠缠的特性.实现隐形传态的量子回路形式有很多,为了更有效地传递量子态,本文在Brassard回路的基础上提出一个改进的量子回路,它具有更简洁的结构,并能实现量子隐形传态.     

基于四粒子纠缠态的量子秘密共享方案

基于2个不同的四粒子纠缠态分别提出了三方、四方量子秘密共享方案,其中采用的秘密信息是一个相同的未知两粒子纠缠态。在量子秘密共享方案中发送者对所拥有的粒子实施适当的Bell态（或GHZ态）测量,发送者和合作者通过经典通讯把测量结果告知信息接收者,接收者在其他合作者的协助下通过实施相应的量子操作完成对初始量子态信息的重构。对所提出的2个方案进行了讨论和比较,发现四方量子秘密共享方案的安全性更加可靠。     

具有自避错传输的量子中继器网络方案

为了实现可靠的、远距离的量子安全通信,提出一种高效的具有自避错传 输的量子中继器网络方案。方案中,基于中继器的量子网络利用每个中继器之间进行ConAC→D和RemB→ D操作,最终使得目地中继器和源中继器之间建立Bell态的量子信道, 传输的安全性也由Bell态的纠缠特性保证。为了提高 量子中继器的抗噪声功能,利用了单光子态自避错传输技术设计了具有避错传输功能的由各 种光学元器件组成的量子中继器,利用光子传输的时间差纠正错误,有效地避免了联合噪声 对传输信息的影响,使得其他的量子中继器可以顺利恢复出未知信息,大大提高了量子态传 输的可靠性。     

基于三粒子纠缠态的未知单粒子态的量子秘密共享

提出了两个未知单粒子态的量子秘密共享方案,分别使用一个对称的三粒子纠缠态和一个不对称的三粒子纠缠态作为量子信道来实现态的共享。在发送者和协助者分别对各自所拥有的粒子实施Bell基测量、单粒子态测量之后,接收者对所拥有的粒子作相应的幺正操作才能实现初始量子态的重构。方案可以推广至任意两粒子和多粒子纠缠态的量子秘密共享。在安全性方面,考虑了来自外部和共享者内部的盗窃情况,经讨论可认为所提出的方案是安全可靠的。     

基于量子线路逻辑运算的单光子量子态测量方案

在量子探测领域,关键任务之一就是要对未知量子态进行测量以获取量子态信息。通过将量子计算中的量子门所组成的量子线路应用于量子探测领域,提出实现单光子未知量子态的测量方案。利用量子计算的叠加性、纠缠性、可纠错性以及量子线路的可集成性,可以使得探测更具高效性并简化探测的实验系统。利用本文提出的探测新方案,通过仿真计算对该方案进行了模拟。在该方案的理论计算与仿真模拟结果的基础上,得到了以下的结论:通过在不同信噪比等参数的条件下选择适当的测量次数,基于量子线路的方案可以得到较为精确的测量结果。     

基于六粒子簇态的量子信息分离方案

利用非最大六粒子纠缠簇态作为量子信道,实现推广的任意二粒子量子态的信息分离方案。结果表明分离者可以让接收方中的任意一方在另一方的帮助下通过适当的幺正操作得到任意未知二粒子量子态。该方案中需要推广的BELL（GBM）基测量和单粒子测量(SM),并通过引入辅助粒子寻找合适的纠缠匹配的方法实现概率量子信息分离。计算了量子信息分离（QIS）方案的成功概率和经典信息损耗,若量子信道为最大纠缠信道,方案成功的概率为1同时将消耗14bit的经典信息。     

利用Λ型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送，尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用。提出了一种隐形传送两比特未知原子态方案。在此方案中，用一个三粒子纠缠态作为量子信道，传送两比特未知原子态。     

利用∧型三能级原子与相干态光场Raman相互作用传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送,尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用。提出了一种隐形传送两比特未知原子态方案。在此方案中,用一个三粒子纠缠态作为量子信道,传送两比特未知原子态。     

基于四粒子GHZ纠缠态实现双向隐形传态

提出了一种用四粒子GHZ纠缠态作为量子信道,实现量子双向隐形传态的方案。通信双方Alice和Bob事先共享俩对四粒子GHZ纠缠态。通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的粒子作量子投影测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方。Alice和Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上再现对方要传的量子信息,从而实现整个双向传态的目的。只要通信双方事先选取合适的GHZ纠缠态作为量子信道以及分发不同对应的纠缠粒子即可分别实现单量子比特任意态、双量子比特Bell纠缠态和三量子比特GHZ纠缠态的双向隐形传态。     

利用非最大纠缠态实现未知原子态的受控传递

提出一个利用三粒子非最大纠缠态传送未知原子态的腔QED方案。这个方案的主要优点是隐形传态和纯化过程能够同时进行,而且与腔衰减和热场无关,不用预先将非最大纠缠态量子通道纯化为最大纠缠态。另外,联合BELL态测量可以转化为单原子测量。     

基于正则图上量子游走的仲裁量子签名方案

量子游走已经被提出可以用于瞬时地传输量子比特或多维量子态。根据量子游走的隐形传输模型,该文提出一种无需提前准备纠缠源的基于正则图上量子游走的仲裁量子签名算法。在初始化阶段,密钥是由量子密钥分发系统制备;在签名阶段,基于正则图上的量子游走隐形传输模型被用于转移信息副本密文从发送者到接收者。具体地,发送者编码要签名信息的密文在硬币态上,通过两步正则图上的量子游走,可以自动地产生用于量子隐形传输必须的纠缠态。发送者和接收者对制备的纠缠态的测量为签名生成和签名验证的凭据。在验证阶段,在仲裁的辅助下,验证者依照发送者的经典结果核实签名的有效性。此外,随机数和认证的公共板被引进阻止接收方在接收真正信息序列之前的存在性伪造攻击和否认攻击。安全性分析表明设计的算法满足签名者和接收者的不可抵赖以及任何人的不可伪造。讨论表明方案不能抗击发送者的抵赖攻击,相应的建议被给出。由于实验上已经证明量子游走可以在多个不同的物理系统上实现,因此该签名方案未来是可实现的。     

信道为W态的N粒子任意未知态的概率传送

提出一种N粒子任意未知态的表述形式.应用这种表述形式,提出一个以N组三粒子W态的直积态作为信道的N粒子未知态的隐形传送方案.通过Alice的Bell基测量和Bob的计算基测量及幺正变换,实现N粒子任意未知态的概率传送.这种方案成功实现的概率为(2/3)N.     

纠缠交换的量子回路实现

自从量子纠缠态及隐性传态理论提出以来,量子纠缠技术和隐性传态技术得到了迅速发展.量子隐性传态在技术上保证了量子通信的绝对安全,量子隐性传态是基于量子纠缠交换提出的.文章阐述了量子隐形传态及量子纠缠交换的基本理论,给出了一种基于Bell态实现量子纠缠交换的量子回路,该回路结构简单,易于实现.     

基于团簇态的跨中心量子网络身份认证方案

利用连续两次量子隐形传态技术,提出了基于四粒子团簇态的跨中心量子网络身份认证方案,实现了分布式量子通信网络中对客户的身份认证。在该方案中,认证系统包括主服务器和客户端服务器,主服务器和客户端服务器之间通过共享四粒子团簇态为量子信道进行通信,客户所有的操作都在客户端服务器上进行,不直接与主服务器进行通信。身份认证全部由服务器根据量子力学原理进行,保证了认证方案的安全性。最后,对该方案进行了安全性分析。     

基于隐形传态的跨中心量子身份认证方案

基于量子光学中的隐形传态原理和量子纠缠交换技术,提出一个网络中跨中心的量子身份认证方案。在分布式网络系统中,通过客户端和服务端之间,以及服务端相互之间的量子信道共享EPR纠缠对进行信息传输,同时在经典信道上也进行必须的交互协商,实现了无条件安全的量子身份认证。其无条件安全性得到了量子力学原理的保证,与EPR密钥分发协议的安全性相同。与已有的量子身份认证方案相比,该方案克服了点对点的量子身份认证方案的缺点,具有可跨中心认证的优点,扩大了认证的范围,具有更好的灵活性和实用性。