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。

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.

使用共振腔实现受控非门及量子隐形传态的方案

提出一个使用三能级原子以及通过经典场对单粒子态的操控和两原子与单模腔场的共振作用实现受控非门的方案,并使用该方案完成单粒子态的隐行传态过程。该方案中原子与单模腔场的共振作用时间可以很短,这一特点对量子信息处理过程中的消相干问题的处理是非常有利的,这也是该方案与已有文献报道使用失谐腔的腔QED方案的主要区别之一。

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。

以任意高维纠缠态为量子信道的受控隐形传态

目的是利用高维量子纠缠态为量子信道,讨论未知单粒子态的受控隐形传输问题。以三维量子纠缠态为信道,提出一个二维任意单粒子态的受控隐形传输协议。提出了以任意d-维量子纠缠态为量子信道,t-维任意单粒子态的隐形传输协议(t<d),它是前一个协议的直接推广。这些协议的主要策略是传送未知的单粒子态,包括非对称基测量、广义投影测量和相应的局部变换。

三维类猫态的受控概率量子隐形传态

提出两种对三维三粒子类猫态的受控概率隐形传态方案。首先用一个部分三维五粒子纠缠态作为量子信道来实现,再用两个部分三维两粒子态和一个部分三维三粒子态作为量子信道来实现。两种方案的经典信息代价不同,成功的概率也不同。

用Smolin态实现未知量子态的多体受控隐形传态(英文)

提出了用Smolin态作纠缠通道实现未知单比特量子态的受控隐形传态方案。利用比特的Smolin态作量子纠缠通道,这个方案可以用来实现单比特量子态有个控制者的受控隐形传态。并且这个方案可以直接推广到D维空间量子态的多体受控隐形传态。

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.

基于四粒子GHZ态的可控量子双向隐形传态及安全性

提出一个基于四粒子GHZ纠缠态实现未知单粒子态的可控量子双向传态方案.通信双方Alice和Bob以及控制方事先密享两对四粒子GHZ纠缠态以构建量子信道,根据纠缠粒子的不同分发方式,以及测量时所选择的不同测量基,可以分别实现三方和四方参与的可控量子双向传态.通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的部分粒子作量子投影测量,若控制方同意双方通信,则对自己拥有的粒子作测量并通过经典信道公布测量结果.通信双方根据控制方公布的测量结果对各自的某个粒子作相应的幺正变换,即可在己方的粒子上重建对方待传的量子态.由于第三方Charlie以及第四方Dennis的加入,整个双向传态的安全性大为提高.

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.

基于四粒子团簇态的可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知单粒子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两个粒子做一次Bell基联合测量,两控制者合作对其两粒子进行Bell基联合测量,接收者在两个控制者的帮助下对其自己的粒子做相应的幺正变换,即可得到要传送的单粒子态,完成可控量子隐形传态。

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.

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.

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.

基于可控量子隐形传态的代理签名方案

提出了一种量子代理签名方案.基于可控量子隐形传态,采用3粒子纠缠态作为量子信道,不同于经典的基于计算复杂性的代理签名方案,本方案利用量子隐形传态的物理特性来实现签名及验证,具有无条件安全性.

利用非最大纠缠态实现未知原子态的受控隐形传态(英文)

提出一个利用三粒子非最大纠缠态传送未知原子态的腔QED方案。这个方案的主要优点是隐形传态和纯化过程能够同时进行,而且与腔衰减和热场无关,不用预先将非最大纠缠态量子通道纯化为最大纠缠态。另外,联合Bell态测量可以转化为单原子测量。

基于三方秘密共享4粒子团簇态实现三比特量子态的可控隐形传态

提出了三比特未知量子态的可控隐形传态方案,利用2个三方共享的4粒子团簇态作为量子信道,由第三方进行控制.首先,发送者(Alice)对其拥有的3个粒子对进行3次Bell基联合测量,并把结果通过经典信道告诉接收者(Bob)和控制者(Charlie).若控制者同意接收者重建未知量子态,则对自己的粒子对进行Bell基测量,并将结果通知接收者.接收者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子对做相应的幺正变换,就可以重建发送者要传的三比特未知的量子态,从而实现可控隐形传态.