關(guān)于量子信息傳輸?shù)娜舾蓡?wèn)題研究.pdf

1、量子通信是指利用量子比特作為載體來(lái)傳輸量子信息的一種通信技術(shù)。作為量子信息學(xué)研究的重要領(lǐng)域之一，量子通信是一個(gè)有趣的研究主題，并吸引了眾多學(xué)者的關(guān)注。相比經(jīng)典通信技術(shù)，量子通信不僅能克服現(xiàn)代通信技術(shù)發(fā)展的瓶頸，而且也比經(jīng)典通信更加安全可靠。在前人研究的基礎(chǔ)上，本學(xué)位論文對(duì)量子信息傳輸理論展開(kāi)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、利用他人提出的GHZ類(lèi)量子糾纏態(tài)，給出了兩個(gè)有關(guān)量子隱形傳態(tài)的通信方案。第一個(gè)方案是在三個(gè)參與者之間分裂了任

2、意一個(gè)d維量子態(tài)。第二個(gè)方案是利用一組2維GHZ類(lèi)非最大糾纏態(tài)作為信道隱形傳態(tài)了任意一個(gè)d維量子態(tài)。這兩個(gè)量子通信方案都是在維度不等的量子通信系統(tǒng)中運(yùn)行，而且方案參與者需要執(zhí)行地所有操作也很簡(jiǎn)單，比如，作為接收方只要執(zhí)行簡(jiǎn)單的幾個(gè)Pauli算子，而控制方僅要對(duì)自己手中的粒子執(zhí)行經(jīng)典基的測(cè)量。另外，兩個(gè)方案都能以成功概率為1的方式實(shí)現(xiàn)量子信息傳輸。
　　2、論文考慮了利用非最大糾纏態(tài)作為信道的可控雙向隱形傳態(tài)通信方案，這種量子通信方

3、法可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙向量子信息的傳輸。最近，研究雙向隱形傳態(tài)通信方式的學(xué)者很多，并利用不同的量子糾纏態(tài)作為信道設(shè)計(jì)出很多的雙向隱形傳態(tài)通信方案。但在大部分通信方案中，作為量子信道的量子糾纏態(tài)都是最大糾纏形式，很少有考慮非最大糾纏態(tài)作為信道的情況。因此，首先在本文中提出了一個(gè)利用2維非最大糾纏GHZ類(lèi)量子態(tài)作為信道的可控雙向隱形傳態(tài)任意一個(gè)2維量子信息的通信方案。隨后，將這一通信方案推廣到利用多組2維非最大糾纏GHZ類(lèi)量子態(tài)作為信道來(lái)交換二個(gè)

4、d維量子信息的可控雙向隱形傳態(tài)通信方案。這兩個(gè)方案中的非最大糾纏信道粒子都能分別通過(guò)一個(gè)量子線路從一般的非最大糾纏GHZ量子態(tài)變換而來(lái)，而且，這兩個(gè)量子信息傳輸方案都能以成功概率為1的方式完成量子信息傳輸任務(wù)。
　　3、遠(yuǎn)程量子信息集中是量子態(tài)克隆的逆過(guò)程，這一通信方式已經(jīng)在多個(gè)類(lèi)型的量子任務(wù)中得到應(yīng)用。然而，大多數(shù)量子信息集中方案的成功概率都小于1。在對(duì)其他學(xué)者提出的幾個(gè)該類(lèi)型量子信息集中方案展開(kāi)研究后，本文對(duì)這幾個(gè)方案的信道通

5、過(guò)量子線路作了一些變換，使得方案都能以確定的方式完成通信任務(wù)。首先,以最大糾纏的GHZ類(lèi)量子態(tài)作為信道，給出了一個(gè)2→1型可控遠(yuǎn)程量子信息集中的通信方案。接著這一方案被推廣到以5粒子非最大糾纏GHZ類(lèi)量子態(tài)作為信道，實(shí)現(xiàn)了2→1遠(yuǎn)程量子信息集中。這一方案，雖然能以百分百的概率實(shí)現(xiàn)非最大糾纏信道的遠(yuǎn)程量子信息集中，但5個(gè)信道粒子中有兩個(gè)粒子在這個(gè)任務(wù)中并沒(méi)有任何作用。為了減少通信過(guò)程中對(duì)糾纏粒子的消耗，接著提出了以4粒子非最大糾纏GHZ類(lèi)