两原子三维纠缠态的一步制备

基于单模腔囚禁两个里德堡原子系统,提出一步制备两原子三维纠缠态方案。既节省制备时间和资源,又降低实验复杂性。基于主方程的数值模拟结果表明,所制备的三维纠缠态对腔耗散和里德堡态耗散具有强的鲁棒性。

基于高维纠缠态的量子密钥分发协议

为了提高量子密钥分发的效率和安全性,利用高维Hilbert空间中的Bell态和Hadamard门设计了一种量子密钥分发协议。首先通过量子态的动态演变验证了三维Bell纠缠态在Z基和X基下具有不同的表示特性,然后以此为基础进行协议设计,其中利用Z基测量来检测窃听,利用X基测量来产生密钥。安全性分析表明,该协议可以抵抗截获重发、纠缠附加粒子和特洛伊木马三种常见的攻击。最后将协议与其他方案进行了比较,该协议在保证量子比特效率50%的基础上,安全性也有所提升。

三体纠缠态的纠缠目击

首先,给出对称量子态的概念,得到W类态中的对称态的等价刻画;其次,构造三体纠缠纯态∣GHZ〉态和∣w_(3)〉态的纠缠目击,对比了∣GHZ〉态的两个纠缠目击;最后,分别建立由∣GHZ〉态和∣w_(3)〉态构造的Werner态的纠缠目击。

三维时间片最大纠缠态的最优检测

如何实现高维纠缠态的纠缠检测是量子科技理论和实验研究的一项重要内容。传统的基于保真度的纠缠见证并不能适用于检测所有种类的纠缠态,且其测量组合的数目也并非最优。通过在光子的时间片自由度上制备出两体三维最大纠缠态,在使用传统纠缠见证无法认定其纠缠性质的情况下,采用基于凸优化理论的纠缠检测方法对该量子态的纠缠维度进行检测。结果表明,凭借新方法可获得更有效的测量方案,能够高效准确地认证目标态的纠缠维度,并将传统纠缠见证实验所需的15组测量组合减少至6组。

多量子比特WV纠缠态在Lipkin-Meshkov-Glick模型下的量子Fisher信息

量子Fisher信息在参数估计理论和量子精密测量领域扮演着非常重要的角色,不仅可以用来标定量子系统的测量精度极限,还可用于有益量子计量的纠缠态判定.本文从量子测量的角度出发,对多比特WV态(α|W_(N)>+√1-α^(2)|00...0>)进行研究,通过计算其在局域操作下和Lipkin-Meshkov-Glick(LMG)非局域操作模型下的量子Fisher信息,分析其在精密测量方面的表现.研究发现:在局域操作下,随着参数α由0到1的变化,多比特WV态的量子Fisher信息逐渐变大,表明其量子纠缠程度在不断增加,也体现出更强的量子测量能力.在LMG非局域操作下,随着相互作用强度γ的增大,N=3量子比特WV态的量子Fisher信息值趋于稳定,几乎不受参数α的影响,而当体系量子比特数N>3时,量子Fisher信息值会随参数α的变大而变大;当参数α固定时,多比特WV态的量子Fisher信息会随着相互作用强度γ的增强而变大,呈现出相互作用强度越大,WV态的量子测量能力越强.

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

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。

时间最优条件下任意两比特量子纠缠态的制备

借助于海森堡模型,利用量子幺正门实现了量子状态幺正演化的时间最优调控.针对基态|00〉、|11〉、|01〉和|10〉,分析了均匀磁场作用下当时间最优时任意纠缠目标态的制备方法,提出了一种在时间最优条件下两比特量子纠缠态的制备方法,并通过理论分析与仿真实验验证了所提出方法的有效性.

利用二粒子纠缠态隐形传递未知二粒子量子态

提出了一个利用特殊的二粒子纠缠态作为量子信道来实现任意二粒子未知量子态的隐形传态。对比Yuan等人提出的利用χ纠缠态实现的任意未知二量子态的隐形传态方案。该方案利用二粒子信道和Bell基测量,以及特殊的幺正操作顺利完成信息的隐形传态。而且方案中利用了较少的资源,且获得的原始信息的概率为1。

M方纠缠态应用于时钟同步的策略研究

将最大限度M方纠缠态应用于多方时钟同步。研究结果表明,量子系统中时间信息编码有2种方法,第一种方法是基于光子到达次数的相关性,或者通过零差检测光信号到达的次数;第二种方法则是基于量子系统内部的时间演化。采用局部不同分组的分解变化来生成本征态集体能量最大纠缠,应用时钟平均时间来决定本时钟调整数度,纠缠的效率通过各方的有效合作和分享测量信息而得到。

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。

远程制备三粒子纠缠态

在这篇文章中,主要介绍了用三对最大的和非最大两粒子纠缠态作为量子通道远程制备一个三粒子纠缠态的方案。具体方法与量子隐形传态不同的一点就是:我们事先假定Alice已经知道待被制备的态,而Bob并不知道。然后再通过一系列操作得到我们想要制备的态。最后我们得到一个结论:用远程态制备比量子隐形传态更加节省了经典资源。

用三粒子纠缠态和Bell态作量子信道实现非局域的态交换(英文)

提出一种用三粒子纠缠态和Bell态作量子信道对处于异地的两纠缠粒子对实现非局域的态交换的理论方案．该方案的特点是,两地之间还存在一位第三者,她作为监控人参与量子非局域操纵过程．特别地,当量子信道为部分纠缠态时,此人可矫正被非理想量子信道致畸的量子态。

基于团簇态信道的双粒子纠缠态可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知两粒子纠缠态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对她自己拥有的3个粒子做一次三粒子纠缠完备基联合测量,控制者对其拥有的粒子作局域测量,接收者在控制者的帮助下对其自己拥有的两粒子做相应的幺正变换,即可重新构造出发送者要传送的未知态,完成了可控量子隐形传态.

双光子Jaynes-Cummings模型中的纠缠演化和热纠缠态现象

文中利用共生纠缠度研究了双光子Jaynes Cummings模型中原子与腔纠缠的时间演化和有限温度下系统热纠缠态。结果表明 ,腔场中原子与腔展现出周期性的纠缠演化过程 ,演化周期随原子与腔耦合强度的增大而减小 ;在有限温度下 ,系统的共生纠缠度随温度的升高而降低 ,当趋近临界温度时 ,系统纠缠现象消失 ,这一临界温度值与原子 腔耦合强度成正比。对于典型的实验数据 ,临界温度大约在～ 10 -5K数量级。

纠缠态原子与压缩真空场Raman相互作用的量子信息保真度

利用全量子理论和数值计算方法研究了两个全同的纠缠二能级原子与压缩真空场Raman相互作用的量子信息保真度.结果表明,系统、原子和场的保真度随初始光场的压缩参数的增加而急剧减小,且与两原子体系的纠缠度和原子间偶极-偶极相互作用强度相关联.

基于纯纠缠态的量子安全直接通信协议

基于纯纠缠态,提出一种量子安全直接通信协议。通信方利用decoy光子来检测窃听。在保证量子信道的安全后,发送方通过控制非操作和von Neumann测量将秘密消息编码在纯纠缠态上并发送给接收方。由于所有的纯纠缠态都用于传输秘密消息,该协议具有较高的量子比特效率。就实验的可行性来说,该协议可以用当前的技术实现。此外,该协议在噪声量子信道中也是安全的。

利用N粒子纠缠态的量子秘密共享

为了高效实现多方之间的量子秘密共享,引入了一种纠缠度较高的N粒子纠缠态,并提出了利用该N粒子纠缠态在一方与(N-1)方之间形成共享秘密位串的方案.该方案在建立秘密位串的过程中,Alice对发送的粒子随机选择么正操作I和σx,并选择一部分粒子用于检测信道的安全;之后Alice根据(N-1)方选择的操作又选择了一部分粒子用于对参与者诚实度检测及信道安全检测.通过多次对窃听者的检测,很好地保证了信道的安全性及产生的秘密位串的可用性.最终在Alice及另外(N-1)方之间可形成n[1-(N-1)/2N-1]/6个共享秘密位.

N粒子量子纠缠态的隐形传送

该文提出了一个利用N对二粒子纠缠态作为量子通道实现N粒子纠缠态的隐形传送的方案。发送者对需传送的N粒子量子态与属于自己的纠缠对中的粒子分别进行N次Bell基测量,并将测量结果通过经典通道告诉接受者,接受者根据这些信息对自己拥有的N个粒子进行相应的联合幺正变换,可使这N个粒子处于待发送的原始量子态,从而实现概率为1的量子态的隐形传送。

利用纠缠交换制备最大纠缠态

基于腔QED技术提出利用纠缠交换制备光子-光子和原子-光子最大纠缠态的简便方案.在制备光子-光子最大纠缠态方案中,腔只是被虚拟激发,原子和腔之间没有信息转换,大大降低了对腔品质的要求.在利用双光子共振相互作用制备原子-光子最大纠缠态方案中,只要对单原子的态进行测量,而不需要联合Bell基测量.