“乒乓”量子通信协议的不安全性

"乒乓"量子通信协议的量子直接通信已引起了许多学者们的关注,然而,由于双向量子信道的对称性,该协议存在安全性缺陷.基于量子纠错码(QECC)编码原理和构造技术提出了一种新的攻击策略.基于该攻击策略分别对纠缠态和非正交态的"乒乓"协议进行了论证,并从信息论角度对Eve可以获得的信息量和可能被检测到的概率进行了分析.分析结果表明,以前提出的"乒乓"量子通信协议都是不安全的,即攻击者可以在不被检测到的情况下获得传输的信息.     

利用立方图的线图构造量子纠错码

量子纠错码在量子通信和量子计算中起着非常重要的作用,之前的量子纠错码的构造大部分都是利用经典的纠错码来构造得到,如Hamming码,BCH码,RS码,Reed-Muller码等各种经典纠错码。目前,很少有人利用图生成的线性码方法来构造量子纠错码,提出了一个新的构造量子纠错码和非对称量子纠错码的方法,即利用[n]立方图的线图生成的二元线性码来构造量子纠错码和非对称量子纠错码,得到了一类新的量子纠错码和非对称量子纠错码,并且,当码字的长度较大时,对所构造的非对称量子纠错码,在非对称信道上有更大的纠错能力。     

绝热量子搜索算法中的纠缠与能量分析

为了进一步研究量子纠缠与量子计算速度及能量的关系,通过计算von Neumann纠缠熵,分析了时间复杂度分别为O(N )和O(1)的绝热量子搜索算法的量子纠缠度随时间的变化关系,并对两者进行了比较.实验结果表明,量子纠缠对绝热量子计算的运行时间具有明显的影响,较大的纠缠可以导致更短的运行时间,反之亦然.同时对纠缠与能量的关系给出了一般性解释,即注入能量导致系统的纠缠增大,并因此缩短算法的运行时间.此外还分析了纠缠与量子系统初态的关系.实验表明系统初态形式不同,其纠缠度也不一样.初态为等幅叠加态的算法涉及的纠缠度明显大于初态为非等幅叠加态的算法.     

GHZ态的多参数测量控制概率隐形传态

量子隐形传态大多都使用最大化纠缠态作为量子信道,但最大化纠缠资源只存在于理想情况下。研究了非最大化纠缠信道的量子隐形传态,基于非最大化纠缠GHZ态提出了一个新型的概率控制隐形传态方案。通过引入多参数通用测量,可以根据量子信道参数调整测量基参数,进而实现最佳的成功概率。加入了量子控制者,使方案具有更高的灵活性。该方案可以被扩展到接收者没有足够量子能力的半量子通信情况,进一步扩大了概率隐形传态的应用范围。     

基于多项式基的非对称量子纠错码的构造

量子纠错码在量子计算和量子通信中起着至关重要的作用.文中区别于之前关于量子纠错码的研究,之前大多关于量子纠错码的研究都在对称的量子信道上,所谓对称的量子信道是指量子比特翻转的错误概率与量子相位翻转的错误概率相等的信道.文中的研究侧重在非对称的量子信道上,所谓非对称性体现在量子相位翻转的错误概率与量子比特翻转的错误概率不相等,前者大于后者,利用经典多项式码,基于多项式基构造映射,满足了构造定理的条件,从而构造了一类非对称量子纠错码     

基于量子态系数矩阵的纠缠判定准则

量子纠缠的判定问题（也称为可分性判定问题）是量子纠缠理论中的核心问题之一。越来越多的两体纠缠判定准则被提出,但其中大部分都难以理解和计算,或是难以应用到任意多体量子系统中。为此,对于一个任意的多体量子纯态,基于其系数矩阵提出了一个纠缠判定准则。通过考察一个量子态的系数矩阵的秩,就可以断定该状态是可分态还是纠缠态。通过具体的实例表明,所提出的方法可以找到一个多体量子态的具体可分形式,并且简单易懂、方便计算。     

利用最大真纠缠六方态共享经典秘密信息

纠缠是一种重要的量子信息资源,Bell态、GHZ态等纠缠态被广泛用于量子秘密共享中。Borras等人发现的最大真六方纠缠态在任意的双方割之间具有最大的纠缠值,已经被证明可用于量子隐形传态,并表现良好的性质。通过分析Borras态的结构,利用广义Schmidt分解工具,构造了一个具体的量子秘密共享协议:事先在Alice和4个代理之间共享一个Borras纠缠态,Alice拥有其中2个qubit,代理们分别拥有它的1个qubit,则Alice可在代理间共享2bit经典信息。     

多体非对称纠缠信道的量子受控密集编码

利用多粒子非对称量子纠缠态,提出一种多体高维非对称量子信道的量子受控密集编码方案。采用量子测量的方法控制纠缠量子信道和密集编码经典信息的传送,通过构造幺正变换矩阵和正交量子测量,纯化量子信道,以一定的概率实现量子受控密集编码,解决了实际量子信道退相干影响下最大纠缠态提取的问题,实现了N方发送方和1方接收方之间密集编码传送信息量的控制,提高了密集编码可调控传送信息量,扩大了调控范围。     

基于快速Jacket变换的量子纠错码*

受到基于Pauli矩阵的快速Jacket变换的启发,提出一种利用分块Jacket矩阵简化量子纠错码编码方案的方法。与已有的量子纠错码构造法相比,在构造量子Jacket码的稳定子的时候,不需要检验经典纠错码的“自对偶”条件,因此,它能促使高效地利用由分块Jacket矩阵产生的Pauli矩阵群的交换子群直接生成辛内积为零的独立向量,在此基础上构造出码长较大、参数较好的量子纠错码。该量子Jacket码具有构造快速、纠错行为渐进好的优点。     

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。     

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。     

量子纠错码的一个统一构造方法

在量子通信和量子计算中,量子纠错码起着至关重要的作用。人们已经利用Hamming码、BCH码、Reed-Solomon码等各种循环码、常循环码、准循环码来构造量子纠错码。利用准缠绕码将这些构造方法统一起来,给出了准缠绕码包含其对偶码的充分必要条件及准缠绕码的一个新构造方法,并且利用准缠绕码构造了新的量子纠错码。     

量子拜占庭协议中的纠缠态探测

在分布式计算系统中,拜占庭协议是解决其容错问题的一种实用方法。拜占庭问题有一种演变形式,称之为检测的拜占庭协议。这类协议在经典世界中无法解决容错问题,但在量子系统中利用纠缠态却可以。GBKCW协议是一种典型的量子检测拜占庭协议。针对GBKCW协议中数据列表的生成和分发部分,利用量子纠缠态的确定性,探测了参与者共享的量子态,以抵御针对GBKCW的截获重发攻击。     

量子纠错码[[7,1,4]]_p(p>3)存在性的图论构造方法

利用由Schingemann和Werner两人提出的构造量子纠错码的图论方法,证明了量子纠错码[[7,1,4]]p(p>3)的存在性。     

互联网中任意终端间量子密钥中继协议

提出了量子密钥中继的概念及协议.利用量子纠缠特性或者量子隐形传态可以实现不相邻两台终端设备间共享量子密钥,即量子密钥中继,最终实现互联网中任意终端间的量子密钥共享,并具有无条件的安全性.     

传送任意三粒子纠缠态的三个方案

提出传送任意三粒子纠缠态的三个方案,分别是利用三对二粒子纠缠态、单个三粒子最大纠缠态和利用两个EPR态作为量子通道实现三粒子纠缠态的传送。通过发送者(Alice)对需传送的三粒子纠缠态与属于自己的纠缠对中的粒子分别进行适当的Bell基测量,然后把结果通过经典通道告诉接收者(Bob),接收者根据这些信息对自己拥有的三粒子进行相应的联合幺正变换,就可以实现一定概率的隐形传态。这些方案都可以推广至N个粒子纠缠态的传送。     

以任意高维纠缠态为量子信道的受控隐形传态

目的是利用高维量子纠缠态为量子信道，讨论未知单粒子态的受控隐形传输问题。以三维量子纠缠态为信道，提出一个二维任意单粒子态的受控隐形传输协议。提出了以任意[d]-维量子纠缠态为量子信道，[t]-维任意单粒子态的隐形传输协议[(t相似文献   

清华大学马雄峰课题组成功合作制备出可扩展多原子纠缠态北大核心CSCD

近日,清华大学交叉信息研究院马雄峰课题组与中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授,复旦大学周游副研究员合作,成功制备出一种可扩展多原子纠缠态,向制备和测控大规模中性原子纠缠态迈出重要一步。量子纠缠是量子计算的核心资源,量子计算能力随纠缠比特数目的增加呈指数增长。因此,大规模多体量子纠缠的制备、测量与操控成为衡量当前量子计算机性能的关键指标。     

适用网络的W态双服务器盲量子计算协议设计

结合实际的网络环境，为提高盲量子计算协议的执行效率和减少客户端占用量子服务器的时间，利用Bell态与W态的纠缠交换原理，提出了一种适用网络的双服务器盲量子协议方案。方案中客户端将计算任务分为两部分，并分别与Bob1和Bob2按照单服务器盲量子计算步骤执行完成。因为制备分别用于构造两台量子服务器中砖墙态的量子比特，只由一台量子计算机、执行一次制备过程就可以完成，与单服务器BQC相比并没有增加额外的量子服务器资源投入。方案可以实现客户端完全经典，协议具有无条件安全性。     

量子纠缠和量子计算

量子纠缠是量子力学中的一种非经典现象。本文从介绍纠缠和纠缠态出发,着重讨论纠缠的本质和非定域性概念。文末还讨论了纠缠在量子计算中的作用：它是量子计算优于经典计算的重要原因之一。