利用非最大糾纏信道進行量子隱形傳態(tài)的研究.pdf

1、量子隱形傳態(tài)(Quantum Teleportation)也稱量子態(tài)的超空間轉(zhuǎn)移，它是一種將包含信息的量子比特(量子信息中的基本單位)從一個固定載體中抽象出來，然后由一個地方傳送到另一個地方，加載在另一個信息載體上的過程。量子隱形傳態(tài)作為一種量子信息技術區(qū)別于經(jīng)典信息理論的實驗現(xiàn)象，它有一些非常不可思議的奇特性質(zhì)，比如這種隱形傳態(tài)并非是將信息系統(tǒng)本身的信息載體進行傳輸；它在信息傳遞的速度上也并非是超光速的；甚至在狀態(tài)傳遞過程中，不能進行

2、如經(jīng)典信息理論中普遍使用的信息復制過程等等?；谝陨咸攸c，量子隱形傳態(tài)在量子計算和量子通訊方面具有非常重要的作用。所以，自從1993年C.H.Bennett等提出了第一個量子隱形傳態(tài)的方案之后，量子隱形傳態(tài)方案的分析與改進已經(jīng)成為量子保密通訊技術發(fā)展的熱點問題。
　　 近年來，對基于非最大糾纏的連續(xù)變量糾纏態(tài)的量子隱形傳態(tài)方案的研究受到了理論和實驗物理學家的廣泛關注。一方面，利用非最大糾纏態(tài)進行各種量子態(tài)的隱形傳輸?shù)睦碚摲桨戈懤m(xù)

3、被提出和加以改進，其中的許多方案已經(jīng)通過實驗物理學家的努力得以實現(xiàn)，并為其他量子信息的相關領域研究提供了技術支持。另一方面，通過對各種量子隱形傳態(tài)方案的研究，物理學家們對其中體現(xiàn)出的量子糾纏、空間非定域性、量子退相干等量子力學本質(zhì)問題也有了更加深刻的認識。
　　 在本文中，我們系統(tǒng)回顧了量子信息科學的理論基礎，以及近幾年來量子保密通訊技術的發(fā)展狀況。在量子理論上，我們建立起了研究量子隱形傳態(tài)的物理框架，并通過定量計算，分析了量子

4、糾纏與量子非定域性之間的關系，發(fā)現(xiàn)量子糾纏是造成量子系統(tǒng)具有非定域性的重要因素，這個結(jié)論為利用非最大糾纏態(tài)作為量子信道進行量子隱形傳態(tài)方案設計和分析提供了理論基礎。在此之后，我們介紹了已有的較為成熟的幾種確定性量子隱形傳態(tài)的經(jīng)典方案，以及成功概率不為1的概率隱形傳態(tài)方案。詳細總結(jié)和評述了量子隱形傳態(tài)中所表現(xiàn)出的各種量子特性。在此基礎上，我們設計了利用N個非最大糾纏粒子對作為量子信道的概率量子隱形傳態(tài)方案。并進一步，在使用連續(xù)變量非最大糾