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。     

四粒子团簇态的量子隐形传态

利用部分纠缠EPR对和GHZ态作为量子信道,提出了一个概率隐形传送四粒子团簇态的方案.发送方进行3次Bell基测量和1次Hadmard变换,接收方引进1个辅助粒子,进行一系列幺正操作后,则可以以一定的概率实现概率隐形传输.     

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。     

利用5粒子团簇态实现3粒子GHZ态的隐形传态

为实现简单经济的量子隐形传态,提出利用5粒子团簇态实现3粒子GHZ态的隐形传态方案.团簇态具有持续纠缠性和最大连通性等特点,很适合作为量子信道,可实现绝对安全的信息传递.该方案需要发送者进行两次Bell基联合测量、一次Hadamard变换和一次单粒子测量,并将测量结果通过经典信道告诉接收者.接收者根据发送者的测量结果,进行一次控制非门操作和相应的幺正变换,就可以实现量子的隐形传态,传输成功概率为100%.该方案中的操作比较简单,在实验上比较容易实现,具有很强的可操作性.     

四粒子团簇态的概率量子隐形传送

提出利用两个非最大的四粒子纠缠态作为量子通道,传送未知的四粒子团簇态的方案。研究表明,当接收者引入适当的幺正操作时,可以以一定概率成功完成量子隐形传送．     

团簇态的概率隐形传送(英文)

提出一个传送未知团簇态的方案.在这个方案中,传送者利用一个非最大的三粒子纠缠态和一个非最大的四粒子纠缠态作为量子通道,当接收者执行适当的幺正操作时,可以以一定的概率完成未知团簇态的量子隐形传送.     

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．     

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．     

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.     

利用Cluster态实现三粒子纠缠GHZ态的概率隐形传态

提出以具有较强持续纠缠性的部分纠缠四粒子Cluster态作为量子信道,分别使用两种测量方法,一种是利用联合幺正变换,另一种是使用最一般的物理测量方法——POVM测量,在协议执行过程中,接收方根据测量结果做相应的幺正操作,可以实现GHZ态的隐形传态。两种方法隐形传送GHZ态的总概率是相同的。     

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.     

量子移动通信最优纠缠中继与量子搭桥方案研究

根据量子力学原理,量子通信具有经典通信无可比拟的安全保密性,因而成为当前通信领域新的研究热点。量子移动通信是未来量子通信系统的重要组成部分,纠缠中继是量子移动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面临很大困难。为此,本文提出了基于量子态隐形传送的移动纠缠中继和量子搭桥方案,建立了网络的分层结构模型,研究了相关的路由协议(QMRP协议)。分析结果表明,即使在移动终端之间没有共享EPR纠缠对的情况下,该方案仍然可以完成量子态的无线传输,而且其传输时延与链路的距离和基站数目无关,因此,从数据传输时延的观点来看,本方案是最优的。     

利用腔QED技术实现特殊三粒子W态的隐形传送

提出一个在腔QED中实现特殊三粒子W态的隐形传送方案.在方案中用3个二粒子纠缠态作为量子通道,通过原子与腔及经典场之间的相互作用以及适当的幺正变换,以成功几率1实现了特殊三粒子W态的传送.此外,本方案不需要联合贝尔测量,对腔衰减和热场也不敏感.     

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。     

Bloch表示中单量子比特的量子相干性

研究了Bloch表示中单量子比特的l_1 norm相干性和量子相对熵相干性,分别得到了相位阻尼通道、退极化通道和振幅阻尼通道下的两种相干性的解析表达式。作为它们的具体应用,解析研究了振幅阻尼通道下的一个单量子比特的量子相干性动力学演化,并数值分析了马尔科夫和非马尔科夫环境对系统的相干性演化的影响。     

自适应调整量子多用户检测方案

量子多用户检测是实现量子通信网络化和实用化的关键问题之一.结合经典多用户检测理论,分析了量子多用户检测的特点,建立了多用户量子通信信道模型,提出了一种量子多用户检测方案.该方案通过自适应调整测量算子实现多用户接收.通过对实际光纤量子信道的测量,验证了此方法的有效性,同时证明该方案具有降低测量误码率的优点.     

基于多群组结构方程模型的快递服务满意度研究

利用量子通道估计方法研究了纯退相位通道下,2个相互作用量子比特系统退相干率的量子Fisher信息的动力学演化。数值计算表明：量子Fisher信息总是先从0增加到某一最大值后迅速衰减,最后又减小到0;退相干率越大,导致量子Fisher信息越小和衰减到0的时间也越短;提高初始输入态的纠缠不能使最大量子Fisher信息得到提升。     

量子退相位通道中量子Fisher信息动力学

利用量子通道估计方法研究了纯退相位通道下,2个相互作用量子比特系统退相干率的量子Fisher信息的动力学演化。数值计算表明:量子Fisher信息总是先从0增加到某一最大值后迅速衰减,最后又减小到0;退相干率越大,导致量子Fisher信息越小和衰减到0的时间也越短;提高初始输入态的纠缠不能使最大量子Fisher信息得到提升。     

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。