基于量子点-双边光学腔的两自由度并行非定域Toffoli门远程实现

三量子比特Toffoli门非定域远程实现在量子通讯网络、分布式量子计算中有重要应用.已有的Toffoli门非定域远程实现方案大都基于量子系统单一自由度,本文提出超纠缠信道下基于量子点-双边光学腔的两自由度并行非定域Toffoli门远程实现方案.通讯方Alice,Bob使手中光子依次进入量子点-双边光学腔,对光学腔中电子以及纠缠光子执行单粒子测量;Charlie依据纠缠光子单粒子测量结果,执行相应局域幺正操作和极化、路径自由度单粒子测量.Alice和Bob依据单粒子测量结果执行相应局域幺正变换即可完成两自由度并行非定域Toffoli门远程实现.方案以极化、路径两自由度超纠缠光子为量子纠缠信道,具有信道容量高、并行性强的优点.

基于部分纠缠信道的高维多粒子态分等级可控隐形传态

量子隐形传态是量子通信独有的量子信息处理方式.最近,基于纠缠信道的分等级量子可控隐形传态引起广泛关注.本文提出了以四粒子χ态、四粒子Cluster态等不同多粒子纠缠态为信道的单量子比特分等级可控隐形传态方案.研究部分纠缠信道下m粒子qudit态(d维量子态)分等级可控隐形传态方案.发送方对手中2m个粒子执行广义Bell基测量.为完成原未知量子态的重建,高等级的接收方只需依据其他控制方之中任一控制方的测量结果,选取执行相应局域幺正操作,低等级接收方则需依据所有控制方的测量结果选择执行相应局域幺正操作.接收方通过引入附加粒子和执行联合幺正演化概率重建原未知量子态.由于采用高维部分纠缠态为纠缠信道完成分等级量子可控隐形传态,方案具有信道容量高、可行性强的优点.