超导电荷量子比特系统中几何量子失协和稠密编码的研究

研究了由约瑟夫森大结耦合的两个超导电荷量子比特模型中的几何量子失协和稠密编码信道容量。讨论了初始平均光子数、相对相位和两电荷量子比特间振幅对几何量子失协和稠密编码信道容量的影响。结果表明,初始平均光子数、相对相位和两电荷量子比特间振幅在几何量子失协及稠密编码信道容量的动力学演化过程中扮演了一个非常重要的角色,特别有意义的是可以通过调控相对相位来提高稠密编码信道容量的值。     

Tavis-Cummings模型中运动原子的量子关联动力学

通过数值计算的方法,研究了T-C模型中两运动原子与粒子场相互作用时两原子的量子关联。讨论了两原子的初始量子纠缠和腔场的光子数及原子的运动对两原子量子纠缠和量子失谐的影响。结果表明：初始量子纠缠不同,两原子的量子纠缠和量子失谐的演化不同;光子数的增加,两原子的量子纠缠出现猝死和恢复现象,而量子失谐保持非零,同时量子纠缠和量子失谐变化的更快;考虑原子的运动时,量子纠缠和量子失谐周期性演化,场模结构参数的增大,量子纠缠和量子失谐的演化周期变小。通过演化曲线发现,量子纠缠和量子失谐的演化具有相似性。     

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。     

在原子-腔-光纤系统中制备N个腔模的W态

提出一个在原子-腔-光纤系统中制备最大纠缠的W态方案,要求原子与腔之间的耦合常数要比拉比频率小的多。通过暗态绝热演化方法,使原子的自发辐射和光模损耗得到有效的抑制。因此我们一些参数的涨落对此方案的影响比较小。该方案操作比较简便,只要调节原子与腔场之间的耦合系数就能得到W态。此系统构成量子网络的一部分。     

基于W态的量子秘密共享协议

基于W态及其非定域纠缠关联性,利用量子远程通信设计了一种量子秘密共享协议。在该协议中,Alice制备三粒子W态及秘密量子信息,将W态中的任意两粒子分别发送给Bob1和Bob2,并对自己拥有的粒子进行Bell基联合测量;依据Alice的测量结果,Bob1和Bob2联合进行相应的局域操作就能共同得到秘密信息。并对协议的安全性进行了详细分析,研究表明该协议能抵御多种攻击,如干扰重发攻击、纠缠攻击等。     

基于W态的量子代理盲签名

代理盲签名在电子投票系统、电子商务系统和网络环境等方面有着广泛的应用.综合考虑现实情形下的通信开销、量子操作复杂性、验证效率等相关因素,提出了一种基于量子W态相干性的量子代理盲签名方案.消息拥有者先将秘密盲化,代理签名者在经过授权后对盲化的消息进行有效签名.方案最大的优势是签名时仅仅需要单粒子测量,并不需要实施任何量子酉变换.此外,与其它主流方案相比,在验证签名和经典通信的效率上也获得了更好的效果.     

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。     

基于分离腔系统远程制备W态方案

提出了一个在分别由两光纤连接的三个分离腔中远程制备三原子W态的方案。制备过程中,由于原子系统、腔模和光纤模均处于非激发态,因此该方案能有效地抑制原子的自发辐射、腔衰减以及光纤泄露。相比与其他方案,我们方案的优点是所用的绝热演化方法对实验参数的变化不敏感。另外,该方案可以简单推广到制备n个原子的W态。     

利用非Bell基测量实现三粒子W态的隐形传送

研究非Bell基测量的未知三粒子W态的隐形传态方案.先利用原子和腔场的共振相互作用制备未知三原子W态.接着,利用两原子同时在强经典驱动场驱动下和单模腔场发生相互作用,产生态的演化,来制备EPR对量子信道.最后利用和制备量子信道同样的方法来实现未知三原子W态的隐形传送.在传送过程中,可忽略腔场热作用和腔延迟作用的影响.传送成功的总几率为1.     

基于W态的控制量子对话

我们提出了一个基于W态的控制量子对话方案.两个合法的用户Alice和Bob在控制者Charlie的帮助下可以同时交换他们的秘密信息.我们分析了这个方案的安全性,而且指出这个方案可以有效地抵制截取再发送攻击,纠缠测量攻击和干扰攻击.     

一种较好的三粒子W态概率隐态传输方案

提出一种较好的三粒子W态概率隐形传输方案,该方案用三个三粒子W直积态作为量子通道。和闫等人的方案相比,该方案具有以下的优点：提出一种新的正交完备测量基取代了以往所使用的Bell基测量。接收者根据发送者的测量结果实施适当的幺正变换操作,隐形传输成功的概率可以提高到 。     

四粒子W态的概率隐形传态

提出利用两个二粒子非最大纠缠态作为量子信道传送任意四粒子W纠缠态的方案。发送者只需做一次正交完备基测量, 然后通过经典信道将测量结果告知接收者,接受者通过引入辅助粒子F,并在适当的么正变换后做Von Neumann测量, 接着引入辅助粒子B3B4,并对手中拥有的粒子进行再一次的幺正变换,就能以一定的概率完成四粒子纠缠态的隐形传输。整个隐形传态过程中,发送者只需一次正交完备基测量,且当量子信道为最大纠缠态时,此方案可实现完全传输。     

基于W态的量子确定性密钥分发方案

提出了一种基于W态的量子确定性密钥分发方案,方案采用在量子信道中传输更加稳定的W态作为承载信息的粒子,利用量子相干特性以及一串公开的信息序列S作为密钥分发的关键,在兼顾传输粒子稳定性的前提下能够达到54.54%的密钥分发效率,与使用GHZ态相比,在效率相差无几的情况下保证粒子在传输过程中具有更强的鲁棒性。安全分析表明,此方案能经受窃听者采取的截获——转发（重发）攻击和纠缠攻击两种攻击方式,确保通信安全可靠。同时,该方案在执行过程中不涉及任何幺正操作,简单便捷。     

外磁场下两量子比特海森堡XXZ模型中量子关联和热纠缠的研究

通过在两量子位上分别施加独立可控的外磁场( )和( ），以及改变耦合参数 、磁场强度 、磁场不均匀度 和系统的温度 ，探讨了两量子比特XXZ模型中量子关联的变化行为，并在相同参数下与热纠缠做了比较。结果表明：量子关联存在的参数范围比热纠缠更广；而且在一定的参数范围内，量子关联和热纠缠的变化展示出不同的行为。     

与库相互作用的非耦合的两比特系统的量子失协动力学

推导出一个关于 结构密度矩阵的量子失协的表达式。在单一激发下,给出两个非耦合的量子比特分别与库相互作用构成的系统的动力学的精确解,然后用非马尔科夫主方程方法精确求解了这个系统的耗散动力学。在失谐光谱密度下,讨论和比较不同耦合区域内系统的量子失协动力学特征。结果表明：量子失协表达式适用于任意有 型密度矩阵的物理系统,在失谐光谱密度下,证实两类主方程分别适用于不同的耦合区域。这将为以后更加简便地计算量子失协,以及在不同的耦合区域运用哪一类主方程提供一定的参考依据。     

耦合量子比特在最大纠缠混合态下几何量子失协鲁棒性的研究

几何测量量子失协是量子关联的一种表达形式。本文结合利用量子纠缠和几何量子失协,对非马尔科夫过程中的耦合量子比特系统的量子关联动力学特性进行了比较研究。运用解析和数值模拟的方法,研究结果表明,在一定的初始态下,由于环境耗散作用的存在,量子纠缠和几何量子失协都随时间做递减的动力学演化,但几何量子失协比量子纠缠的递减要慢一些。表明几何量子失协的生存时间长于量子纠缠,更能抵抗环境的耗散作用、健壮性更好。因此,量子关联也是实现量子信息处理的有用资源。     

单Jaynes-Cummings原子与孤立原子系统中的各种量子关联

利用单Jaynes-Cummings（J-C）二能级原子和孤立原子构成的模型,研究了该模型中的各种量子关联。基于Dakic等提出的几何量子失协的度量方法,采用数值计算方法分析了系统中两原子间几何量子失协的演化,同时给出了量子纠缠和量子失协的演化。研究结果表明,通过提高两原子间初始纠缠度及处于W态时的纯度可以提高系统的量子关联。耦合常数和光子数在量子关联演化过程中同样扮演了重要的角色。     

基于最大和非最大纠缠信道一类三量子比特W态的远程制备方案

基于最大纠缠信道和非最大纠缠信道，提出了两个一类三量子比特W态的远程制备方案。在制备过程中，需要实施三量子比特的投影测量和一些幺正操作。方案的成功几率和经典信息量消耗被计算。结果显示，两个方案都能以一定几率高保真度地实现。此外，讨论了方案的特性以及进行了可行性分析。发现，当被制备态属于一些特殊态时成功几率被大大提高；方案也是切合目前的实验技术，具有可行性。     

Two schemes of perfect teleportation one-particle state by a three-particle general W state

In teleportation, it can be seen that the probability of success is determined by Alice＇s measurement and quantum channel, ff the Alice＇s measurement is appropriate, the teleportation can be successfully realized with the maximal probability. In accordance with transformation operator, two schemes are proposed for teleportation of an unknown one-particle state via a general W state, through which the successful probability and the fidelity of both schemes reach 1. Furthermore, two optimal matches of orthogonal complete measurement bases are given for teleporting an unknown one-particle state.     

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.