基于第三方控制的量子双向传态

提出一个基于第三方控制的量子双向传态方案:通信双方Alice、Bob和控制方Charlie事先共享一个六粒子团簇态,通信开始后,Alice、Bob分别对自己拥有的部分粒子作Bell基联合测量(BSM),若控制方同意双方通信,则对自己拥有的粒子对作测量,将粒子所处的态公布;通信双方根据控制方公布的测量结果,对各自的某些粒子作适当的幺正变换,即可在这些粒子上重建对方要传的态。由于加入了第三方的控制,双向传态的安全性得到了提高。

基于量子双向传态的多方量子通信网络的构建方案

利用量子双向传态技术构建了一个量子通信网络,从而实现安全的多方通信.对该方案的通信安全性和网络工作效率进行了分析,并提出了改进方法,使得该方案更具有实用价值.

降雨环境下星地双向受控量子隐形传态方法研究

为解决降雨环境下星地双向受控量子隐形传态质量下降的问题。首先提出一种基于十粒子纠缠态的星地双向受控量子隐形传态方案,其中通信方Alice和Bob在位于卫星的控制方Charlie允许的情况下可以同时双向传输任意二粒子量子态。进一步地,为研究降雨环境对该隐形传态方案性能的影响,以幅值阻尼噪声信道为例,分析了星地双向受控量子隐形传态的保真度及其影响因素。最后,为克服降雨环境的影响,利用弱测量和反转测量保护量子纠缠。理论分析与仿真结果表明,弱测量和反转测量操作可以有效提高星地隐形传态的保真度,因此,本方法对于提升降雨环境下的星地受控隐形传态质量具有一定的参考价值。

任意Bell型纠缠态的双向受控概率隐形传态

提出一种利用非最大纠缠态作为量子信道,实现任意Bell型纠缠态的双向受控概率隐形传态.通信双方Alice、Bob和控制方Charlie事先密享纠缠态构建量子信道.通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的个别粒子做测量,并通过经典信道公布结果,若控制方同意双方通信则对自己的粒子做测量,将结果通过经典信道公布.通信双方根据所有测量的结果对各自粒子做相应的幺正变换,引入辅助粒子完成投影测量或者POVM测量,最后再引入辅助粒子实现双向隐形传态.

基于四粒子Ω纠缠态实现双向隐形传态

提出了一种利用四粒子Ω纠缠态作为量子信道,实现单量子比特、双量子比特以及受限三量子比特的双向隐形传态方案。当纠缠的粒子个数大于3时,会呈现出与一般两粒子纠缠时不同的特殊性质。这种由多个粒子纠缠在一起的纠缠态,被称为团簇态。选用四粒子Ω纠缠态作为量子信道。距离很远的通信双方事先共享制备好的两对四粒子Ω纠缠态。通信开始时,通信双方把各自待传的粒子放到量子信道上,形成系统的初态。通信开始后,只要通信双方选择合适的正交完备基分别对自己拥有的部分粒子做量子投影测量,把测量结果通过经典信道传送给对方,双方根据对方的测量结果,选择相应的幺正变换可以得到对方待传的未知的量子态。

基于六粒子最大纠缠态的双向控制隐形传态方案(英文)

提出了一个利用六粒子最大纠缠态作为纠缠资源的双向量子控制隐形传态方案.该理论方案中,六粒子最大纠缠态作为量子通道来连系着合法的三方——通信双方和控制方,通信双方既是发送方同时也是接收方.传输过程中,Alice传输一个任意单粒子态a给Bob的同时Bob也传输一个任意的单粒子态b给Alice;由控制方Charlie来控制和协助通信双方完成最终的量子态的交换;Bob先对自己手中的粒子作一个幺正操作,用户双方再各自对自己手中的粒子执行Bell基测量,测量完成后通过经典信道将自己的测量结果公开宣布,用户双方根据对方所公布的测量结果做相应的幺正操作,从而成功地实现双向量子控制隐形传态.

基于五粒子Cluster态的受控双向量子隐形传态

提出了一个由三方共享五粒子Cluster态为量子通道进行单粒子双向隐形传送的方案。方案中通信双方Alice和Bob各拥有五粒子Cluster态中的2个粒子以及未知单粒子态的粒子A和B,控制者Cindy拥有Cluster态中1个粒子。Alice和Bob首先分别对手中的粒子A,B以及通道中的1个粒子做Bell基测量。并通过经典信道将测量结果告知对方以及控制者Cindy。接着,Cindy对手中的粒子做单粒子投影测量,并通过经典信道告知Alice和Bob测量结果。Alice和Bob根据三方的测量结果分别对手中的另一个粒子做出相应的幺正操作得到对方所要传送的量子态,使单粒子态的受控双向隐形传态的目的得以实现。

基于七粒子纠缠态实现受控双向非对称隐形传态

基于一个真七粒子纠缠态,提出了两个新的双向非对称受控量子隐形传态方案.第一个方案实现一方传输一个单qubit态而另一方同时传输一个2-qubit态;第二个方案实现双方分别同时传输一个2-qubit态,其中一个是任意形式的2-qubit态,另一个是Schmidt形式的2-qubit态.方案中,参与者1和2分别对各自手中的粒子使用Bell基或GHZ基进行联合测量,并把测量结果发送给对方;而监督者使用X算子基对他的qubit进行单qubit测量,并把测量结果发送给两个参与者;之后参与者在自己的部分粒子上应用适当的酉算子运算就可以恢复出对方隐形传输的量子态.与其它方案相比,所提出方案通信效率较高,且所使用的真七粒子纠缠态制备线路简单,易于实现.

基于多参数测量的双向受控隐形传态

融合了双向隐形传态、受控隐形传态、概率隐形传态及多参数测量思想,提出了一个新的双向受控概率隐形传态协议。在该协议中,以五粒子非最大纠缠团簇态为信道,发送者采用多参数通用测量,接收者引入辅助粒子,并在控制者的允许下,利用测量信息施行适当酉变换,就能以一定概率同时交换他们的量子态。分析了成功概率(经典耗费)与量子纠缠参数及测量参数间的依赖关系,说明了该协议可以根据量子信道的参数来调整多参数测量的参数,达到调节成功概率或经典耗费,满足真实世界中多种不同需求的目的。此外,该协议是经典双向受控隐形传态的推广。

三维单粒子态的双向受控隐形传态

以事先分享的两个广义最大纠缠GHZ态为量子信道,提出了一个三维单粒子态双向受控隐形传态协议。在该协议中,遥远的两方可以在第三个遥远方的控制下同时、确定性地交换他们的三维单粒子态,这种交换在没有控制者的许可下是不会成功的。为了推广这一协议,采用投影测量和正算子值测量,分别提出了两个双向受控的三维单粒子态隐形传输协议。在这两个协议中,两个广义非最大纠缠GHZ态被用作量子信道来连接三个合法参与者,量子任务总能以一定的概率来完成。

基于四粒子GHZ纠缠态实现双向隐形传态

提出了一种用四粒子GHZ纠缠态作为量子信道,实现量子双向隐形传态的方案。通信双方Alice和Bob事先共享两对四粒子GHZ纠缠态。通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的粒子作量子投影测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方。Alice和Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上再现对方要传的量子信息,从而实现整个双向传态的目的。只要通信双方事先选取合适的GHZ纠缠态作为量子信道以及分发不同对应的纠缠粒子,即可分别实现单量子比特任意态、双量子比特Bell纠缠态和三量子比特GHZ纠缠态的双向隐形传态。

基于十量子比特团簇态的多量子双向链式受控量子隐形传态

为了在多参与者之间实现链式量子通信,采用十量子比特团簇态作为量子信道(quantum channel,QC),提出一种在4方之间进行多量子比特初始态的双向链式受控量子隐形传态(bidirectional-chain controlled quantum teleportation,BCCQT)协议.在通信参与者Alice、Bob、Charlie和通信控制者David之间进行量子通信,并且在量子通信过程中的安全性由控制者的权限和QC的纠缠特性予以保证的情况下,经过多量子比特初始态的复单转换、顺序通信、逆序通信、单重塑和复重塑等一系列复杂的过程和方法来重塑多量子比特初始态,实现了链式量子通信.结果证明该协议是可行的,同时,在此基础上对n+1方量子隐形传态和QC之间的关系提出了猜想.

基于三粒子GHZ态的双向量子可控隐形传态

提出基于三粒子GHZ态的双向量子可控隐形传态方案.方案中,使用两个三粒子GHZ态作为量子通道.而根据在量子通道中发送者,接收者和控制者所拥有的粒子的不同以及所采用的测量基的不同,设计出了三方参与的双向可控量子隐形传态方案和四方参与的双向可控量子隐形传态方案.在方案中,Alice和Bob对所拥有的粒子做合适的投影测量,并将其测量结果通知对方和控制者.若控制者同意此次传态,则会对自己所拥有的粒子做投影测量,并将结果告知接收者.接收者根据发送者和控制者的测量信息,做出相对应的幺正操作来重建发送者的量子态.同时三方参与和四方参与的量子可控隐形传态方案提高了通信的安全性.

基于GHZ纠缠态实现纯EPR对的双向量子隐形传态

提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠态进行纯EPR对双向隐形传态的方案.通过使用纠缠交换技术,通信双方Alice和Bob共享两对三粒子GHZ纠缠态来构建量子信道.方案中通过使用受控非门操作,单量子位测量以及适当的幺正操作,通信双方可以同时发送一个纯EPR对给对方.故相比仅可以传送单一量子态的方案更经济.

基于双向量子隐形传态上的双向量子安全直接通信

提出了一种利用EPR对和纠缠交换的双向量子隐形传态;在这个协议中,双方可同时发送一个未知的单一量子比特给对方,而且在实际操作中比以前的提出的协议更加简单;利用提出的双向量子隐形传态,建立了一种新的双向量子安全直接通信协议,协议在通信过程中不需要传递携带秘密信息的量子比特,大大提高了量子通信的安全信.

基于GHZ型纠缠态的双向受控隐形传态及安全性

提出一种基于M+1(> N+1)粒子GHZ型纠缠态实现未知N(> 2)粒子GHZ型纠缠态的双向受控隐形传态方案.通信双方Alice、Bob以及控制者Charlie事先密享一对合适的M+1粒子GHZ型纠缠态来构建量子信道.通信开始后,Alice、Bob首先分别对自己拥有的部分粒子作受控非门操作及投影测量,并将测量结果通过经典信道公布给对方以及控制者Charlie.接着控制者Charlie对自己的粒子进行X={|+〉,|-〉}基测量,并通过经典信道告知Alice和Bob测量结果.最后通信双方根据所有的测量结果对各自粒子进行相应的幺正变换,从而实现双向受控隐形传态.同时对方案进行了效率和安全性分析,证明了本文方案具有更高的效率和安全性.

二粒子态控制双向量子隐形传态（英文）

为实现二粒子态的控制双向量子隐形传态,基于张量分析、贝尔基测量和冯·诺依曼测量等方法,提出二粒子态控制双向量子隐形传态的通道准则,准则中,选择九粒子纠缠态为量子通道,并给出任意九粒子纠缠态能否作为量子通道的必要条件.基于该条件,控制者完成冯·诺依曼测量后,通道被分为单通道、双通道、三通道和四通道.以双通道为例进行计算分析,在Alice、Bob和Controller的共同作用下,经冯·诺依曼测量后进行贝尔基测量和对应的幺正变换,最终实现Alice和Bob之间量子态的交换,通过双通道的隐形传输,验证了所提准则的可行性并给出量子通道选择的一般方法.

通过五粒子信道的非对称双向量子信息传输

利用一个五粒子团簇态为信道,分别提出了三个关于二粒子态和单粒子态的双向受控量子信息传输协议。在第一个协议中,通过引入辅助粒子,实施受控非门运算和Bell态测量,Alice能把二粒子未知态传送给Bob,同时Bob也能把单粒子未知态传送给Alice。在第二个方案中,通过引入辅助粒子、巧妙构造正交基和执行单粒子投影测量,Alice能帮助Bob远程地制备二粒子已知态,同时Bob也能帮助Alice远程地制备单粒子已知态。由于他们充分利用了前馈策略去构造测量基,制备任务能够完美完成。在第三个方案中,结合前两个方案的特点,Alice能成功将二粒子未知态传送给Bob,Bob也完美地在Alice处制备单粒子已知态。上述三个方案离开监控者的允许是不能实现的。

高维不对称受控隐形传态方案及优化

利用高维最大纠缠量子态作为信道,提出一种不对称受控双向隐形传态方案。通信双方Alice、Bob和控制者Charlie事先秘密共享纠缠态,用于构建量子信道。通信开始后,根据纠缠粒子的分发方式以及对测量基的不同选择,通信双方Alice和Bob可以在控制者Charlie的监督下,以一定概率分别将一个高维单粒子态和一个高维二粒子态传送给对方,进而通过对测量基的优化进一步提升传输成功概率,使得传输成功概率从1/d提升到1,最终实现完美隐形传态。所提出方案中只使用广义贝尔基测量及单粒子测量,在物理上容易实现。改进后的方案中,Charlie可以对两条信道进行控制,提高了方案的安全性。

基于真9-qubit纠缠态实现受控双向量子隐形传态

最近,基于多方纠缠态的双向受控隐形传态受到广泛关注,多个基于五方纠缠态、六方纠缠态、七方纠缠态的双向受控隐形传态方案相继被提出.本文研究了真9-qubit纠缠态对于双向受控隐形传态的有用性,提出了两个基于真9-qubit纠缠态的双向受控隐形传态方案:一个方案实现一方传输未知的任意单qubit态而另一方传输未知的任意3-qubit态;另一个方案实现双方分别传输一个未知的任意2-qubit态.与其他基于多方纠缠态的方案相比,我们的方案其信道容量更大,一次能够双向共传输4个任意的qubit态,其通信效率也更高,而且使用的真9-qubit纠缠态易于通过Hadamard门以及受控非门等简单的量子门电路实现.