双向纠缠提纯协议及其应用

量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)可以利用量子力学的性质使通信双方共享随机的、安全的密钥,是保证通信安全的重要方法之一。但安全成码率和通信距离是其实用化的瓶颈。本文在分析纠缠提纯协议的基础上,将双向纠缠提纯协议应用于BB84协议和TF-QKD协议中,讨论了其应用方式对协议性能的影响。分析表明,双向纠缠提纯协议在降低比特误码率和相位误码率的条件下扩展了通信距离,具有重要的理论和应用价值。

利用推广的Jaynes-Cummings模型存储最大纠缠态及纠缠提纯

提出了利用推广的Jaynes-Cummings(J-C)模型存储最大纠缠态,在此模型中原子与腔模和环境没有相互作用,因此可长时间存储原子纠缠态而不会发生退相干。此外,利用此模型可对处于非最大纠缠两原子态进行纠缠提纯。

一般W态传送原子态并用腔QED提纯非最大纠缠态

提出用一个任意三粒子非最大纠缠W态作为量子信道,将未知量子态传送给两个接收者中的任意一个,用腔量子电动力学技术Cavity-QED(Cavity quantum electrodynamics)对非最大纠缠态进行提纯,实现未知量子态的概率传送.分析了作为量子信道的纠缠态系数对于成功实现隐形传送的影响,并以原子与腔共振相互作用演化来代替复杂的幺正变换,让接收方通过经典信息重新构造出初始传送态,成功的几率取决于3个系数中2个比较小的系数.以现在的技术是可以实现的.

量子纠错码在安全性证明中的应用研究

针对BB84协议,简要介绍3类量子密码安全性证明方法,深入研究了基于纠缠提纯和基于量子CSS码的安全性证明方法。重点分析量子纠错码在Lo-Chau和Shor-Preskill两类代表性方案中的应用,同时研究了两类等价性:单向纠缠提纯和量子纠错以及纠相位错和去窃听者纠缠。通过举例具体分析并实现了量子纠错码在安全性证明中的作用,验证了基于纠缠的量子密钥分配协议与标准BB84协议安全性分析之间的等价性,证明了纠比特错和纠相位错的可分离性,充分体现了量子纠错码在安全性证明中的重要作用。

用W态实现双粒子态的受控传递

提出用1个任意三粒子W态作为量子信道实现双粒子的受控传递,可以将未知量子态传送给2个接收者中的任意1个.用腔量子电动力学技术,对非最大纠缠态进行提纯,实现未知量子态的概率传送.通过腔与原子共振相互作用实现未知量子态的概率传送而非机械的进行幺正变换,有较大的可行性.