量子信息遠(yuǎn)程傳輸?shù)睦碚撗芯?pdf

1、量子信息學(xué)是以量子力學(xué)為基礎(chǔ)的信息理論，是信息理論和量子理論的交叉學(xué)科，它為信息科學(xué)的發(fā)展提供了嶄新的原理、方法和途徑。量子信息遠(yuǎn)程傳輸是量子信息領(lǐng)域研究的主要課題，是實(shí)現(xiàn)量子遠(yuǎn)程通訊和量子計(jì)算的必要步驟，在基礎(chǔ)理論和實(shí)際應(yīng)用兩方面均具有重大意義。 在量子信息傳輸過程，糾纏態(tài)是必不可少的物理資源，如何根據(jù)需要制備相應(yīng)的糾纏態(tài)是量子信息學(xué)的一個(gè)重要課題。量子通訊過程要伴隨著一定量經(jīng)典信息傳輸，如何在保證信息安全的同時(shí)，盡可能減少物

2、理資源的消耗，也是量子信息理論所關(guān)注的一個(gè)問題。基于以上想法，本文著重對(duì)糾纏態(tài)的制備、量子隱形傳態(tài)和量子遠(yuǎn)程態(tài)制備兩種量子信息遠(yuǎn)程傳輸方式進(jìn)行研究，主要研究成果如下： (1)提出在腔QED中實(shí)現(xiàn)n體對(duì)稱W態(tài)及兩種非對(duì)稱類-W態(tài)制備方案。這兩種非對(duì)稱類-W態(tài)糾纏方式不同，但他們有共同的糾纏特性，利用這種糾纏特性，實(shí)現(xiàn)確定的單向受控量子隱形傳態(tài)。 (2)借助于腔QED，提出幾種未知量子信息遠(yuǎn)程傳輸--量子隱形傳態(tài)方案。無需直

3、接Bell態(tài)測(cè)量的多原子任意態(tài)受控隱形傳態(tài)方案，用對(duì)單原子投影測(cè)量來代替在實(shí)驗(yàn)上難以實(shí)現(xiàn)的直接Bell態(tài)測(cè)量，并引入十進(jìn)制數(shù)來表示多量子比特量子態(tài)，簡(jiǎn)化了復(fù)雜多體問題的數(shù)學(xué)表達(dá)式。利用一個(gè)EPR對(duì)實(shí)現(xiàn)n-體類-GHZ態(tài)的量子隱形傳態(tài)方案，整個(gè)通訊過程只需要一個(gè)EPR對(duì)和3 cbits的經(jīng)典信息，大大節(jié)省了物理資源，緩解信道壓力：利用非對(duì)稱類-W態(tài)實(shí)現(xiàn)確定的單向受控量子隱形傳態(tài)，在沒有噪聲的條件下，Alicel可以將量子信息準(zhǔn)確無誤地發(fā)送

4、給任一個(gè)客戶，但每一個(gè)客戶只能控制配合整個(gè)信息的傳輸過程，客戶之間不能實(shí)現(xiàn)確定的信息傳遞，這樣便保證了信息的安全性?；谝陨戏桨?，總結(jié)出基于腔QED理論實(shí)現(xiàn)確定隱形傳態(tài)的糾纏態(tài)特點(diǎn)。最后，提出超算符方法處理兩個(gè)qubit任意態(tài)確定隱形傳態(tài)理論方案。 (3)提出兩種已知量子信息遠(yuǎn)程傳輸--量子遠(yuǎn)程態(tài)制備(RSP)方案。一個(gè)是，n-qubit“equatorial”態(tài)受控RSP方案，用(n-1)個(gè)EPR對(duì)和一個(gè)GHZ態(tài)作為量子通道來