基于Cluster态和Bell态的任意三粒子态远程制备(英文)

本文提出了一个新颖的基于四粒子cluster态和Bell态制备任意三粒子远程制备方案.在发送者(Alice)对自己手中的粒子做正交完备测量,接受者(Bob)对自己手中的粒子做适当的幺正变换后,任意三粒子远程制备成功.对于Alice的两种不同的正交完备基测量的情况,分别计算了远程制备成功的概率.另外,本方案成功制备的概率在一般情况和一些特殊情况下是可以计算的.分析结果表明:在一般情况下,远程态制备可以以1/8的概率实现;但在一些特殊情况下,成功的概率可以提高到1/4、1/2,甚至1.

量子远程制备的理论研究进展

量子通信作为量子信息处理中的重要组成部分得到了广泛研究.它与传统通信方式不同,量子信息可以不通过量子媒介就能异地传输,量子隐形传态就是典型事例.作为一种改进的量子传输协议,量子远程制备能够平衡量子测量和经典通信,但是研究证明,这种平衡并不适合所有量子态,它受到很严格的限制,依赖于所传输信息空间的代数或几何结构.随着研究不断深入,这种限制似乎可以通过信息分裂传输来部分克服.主要总结了量子远程制备的理论研究现状及典型案例,并对进一步需要开展的研究予以展望.

基于广播机制的多方量子远程制备协议

量子态远程制备(RSP)是量子信息过程的一个重要分支。为了解决一个发送者向多个接收者同时制备相同量子态的问题,提出了基于广播机制的1对2三方量子态远程制备协议,并将其拓展到1对N多方量子态远程制备中。该协议使用GHZ态作为量子信道,通过构造两组特殊测量基,发送方进行两次多粒子投影测量,接收方根据测量结果进行幺正操作,最终实现1个发送者向多个接收者同时制备相同的粒子态。经分析,协议的这种广播制备模式可以适用于任意多个接收者的情形。

任意四粒子|χ>态和五粒子Brown态的联合远程制备

通过置换群和巧妙构造测量基,给出了以GHZ型态为信道三方确定性地联合地制备四粒子|χ>态和五粒子Brown态的两个协议,并将两个发送者的情况推广到多个发送者的情形,提高了已有方案的概率而不需添加额外局域操作。

噪声环境下二比特量子态远程制备

提出利用两对非最大纠缠态作为量子通信通道实现二比特量子态的远程态制备方案,并使用量子纠缠态密度矩阵的Lindblad主方程推导了量子纠缠态的时间演化,研究了噪声条件下三种量子纠缠通道对二比特量子态远程制备保真度的影响。结果表明,噪声条件下由|01>与|10>基构成的量子通道比由|00>与|11>基构成的量子通道更具有保护远程制备量子态保真度的能力,由这两组基构成的混合量子通道得到的保真度正比于上述两种情况保真度之积,其保真度的值介于两者之间。

基于Bell态信道直接远程制备任意二量子比特态

提出了两种基于Bell态量子信道的直接远程制备任意复系数二量子比特态的方案。第一个为控制远程制备方案,发送方可以以一定的概率使两个接收方中的任意一位获得初始态,此过程发送方需执行三粒子投影测量,而控制方需执行Hadamard门操作。在第二个方案中,初始态的信息由两个独立的发送方共享,当且仅当两个发送方合作,接收方才可在其粒子上重建初始态,此方案需要执行四粒子投影测量。结果表明两种方案的总成功概率均可达1,方案中的量子资源仅是最简单的Bell纠缠态,且整个操作过程简化灵活。

远程制备多粒子纠缠态优化方案

提出了一个较好的远程制备多粒子的纠缠态的方案,先讨论用(N+1)粒子的纠缠态作为量子通信信道制备2N粒子的纠缠态.然后在研究用一个(N+1)粒子的纠缠态和一个(N+2)粒子的纠缠态作为量子通信信道制备(2N+1)粒子的纠缠态.与现在已有人提出的制备多粒子的纠缠态的方案相比,这个方案的优点是仅花费了两位经典位和只有一次两粒子的投影测量.

一种全概率联合远程制备四粒子cluster类态的方案

为了解决四粒子cluster类态的联合远程制备问题,提出了一种新的制备方法。采用两个GreenbergerHorne-Zeilinger(GHZ)态作为量子信道,每个制备者只需依次执行2×2维Hilbert空间二粒子投影测量。在接收端,接收者将对手中两个粒子进行某种酉操作,并分别对两个辅助粒子进行受控非门操作,从而最终获取需制备的cluster类态。经分析,该协议可实现全概率制备,即Psuc=1,并且效率比同类协议更高,因而更加经济、实用。

基于EPR对的任意四粒子Cluster类态全概率联合远程制备

采用4个EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)对作为量子信道,提出一种新的全概率联合远程制备任意四粒子Cluster类态方案。在这个新的方案中,一个制备者执行四粒子投影测量,另一个制备者对手中的粒子执行二粒子投影测量。然后,接收者对手中二粒子进行某种幺正操作,并分别对两个辅助粒子进行受控非门操作,从而最终得到需要制备的Cluster类态。与其他制备任意四粒子Cluster类态的全概率制备方案相比,所提协议效率较高,而且在实验上更经济可行。

远程制备双原子纠缠态(英文)

提出一种远程制备双原子纠缠态的方案,该方案基于两个原子与单模腔场的同时非共振相互作用.由于双粒子纠缠态比三粒子纠缠态容易制备,方案用两对双原子纠缠态作为量子通道.Alice拥有的两个相同原子同时与一单模腔场非共振相互作用.Alice已知她要制备的纠缠态,她选择适当的相互作用时间、测量她所拥有的两个原子并通过经典通道通知Bob.Bob引入一个相同的辅助原子和一个单模腔场来实现方案.方案对腔场状态和腔损耗不敏感,基于当前的腔QED技术,方案能在实验上实现.该方案有望在量子信息过程中有重要的应用价值.

基于最大和非最大纠缠信道一类三量子比特W态的远程制备方案(英文)

基于最大纠缠信道和非最大纠缠信道,提出了两个一类三量子比特W态的远程制备方案。在制备过程中,需要实施三量子比特的投影测量和一些幺正操作。计算了方案的成功几率和经典信息量消耗。结果显示,两个方案都能以一定几率高保真度地实现。此外,讨论了方案的特性并进行了可行性分析。结果表明,当被制备态属于一些特殊态时成功几率大大提高;方案也是切合目前的实验技术,具有可行性。

三维两粒子赤道纠缠态的概率远程制备

提出了一个概率远程制备三维两粒子赤道纠缠态的方案。在该方案中,用两个非最大三维两粒子纠缠态作为量子信道,通过三维两粒子的投影测量、引入辅助的三维单粒子并运用相应的幺正变换可实现量子态的几率远程制备。

4粒子团簇态的远程制备方案

提出了用2个3粒子GHZ态作为量子信道远程制备实系数和复系数4粒子团簇态的2种方案.对于实系数的4粒子团簇态,提出了一个确定性的远程制备方案.在这一方案中,先让发送者Alice与接受者Bob共享2个3粒子GHZ态,然后Alice对自己手中的粒子在适当的基下进行2粒子联合测量,并将测量结果通知Bob,Bob通过进行适当的幺正变换就能获得需要制备的4粒子团簇态,这个制备方案成功的概率是100%.对于更一般的复系数4粒子团簇态的远程制备,提出了一个成功概率为25%的一般方案,并讨论了在某些特殊条件下,制备成功的概率可以达到50%甚至100%.此外,还讨论了不同方案的经典资源成本.

一种新的量子隐形传态和远程制备混合方案

提出了一种可控量子隐形传态与远程制备相结合的新方案,结合了两种量子信息通信方式。在该方案中,Alice和Bob既是发送者又是接收者,Alice、Bob和Charlie共享一个九比特量子纠缠态作为量子信道。在Charlie的控制下,通过一系列投影测量操作,Alice可以传送一个未知的任意单比特量子态给Bob,与此同时,Bob还可以远程制备任意已知的两比特量子态给Alice。与其他此类型的混合方案相比,所提方案中远程制备的量子态从单比特提升为两比特,分析与推理表明所提出方案的成功率为100%。

远程制备任意双粒子态(英文)

王和闫设计出利用两步方法确定性地实现远程制备单粒子态,受到这个思想的启发,研究了任意形式双粒子态的远程制备。在此方案中,两个非最大纠缠GHZ态用作量子通道,制备者Alice将已知态的全部信息分割为两部分,一部分为实系数部分,另一部分为相因子部分。制备者Alice执行两次投影测量并将测量结果用4比特经典信息告诉Bob,远方接收者Bob可以通过合适的幺正变换以概率4｜βγ｜2成功地获得目标态,此成功概率比刘的方案高,这也是本方案的优点所在,因为在刘的方案中只有二粒子实系数态或赤道态的远程制备才能达到这个概率值。

在四能级系统中实现单粒子及两粒子量子态的远程制备(英文)

本文提出两种协议来实现远程态制备.第一个方案描述基于两体最大纠缠信道,如何远程制备四能级系统中的任意单粒子量子态.然后由第一个方案概括出第二个方案,即在四能级系统中实现两粒子纠缠态的远程制备方案.在两种制备的过程中,需要分别实施一个单粒子投影测量和一个两粒子投影测量.结果表明,两个方案都能以大于25%的几率忠信地实现.此外,对于两类特殊态,即赤道态和实数态,其成功概率大大提高至100%,此时我们几率的协议转变为决定性的协议.

基于Bell态的任意两粒子态对称双向远程制备

提出了一种利用4个Bell纠缠态量子信道双向对称远程制备任意两粒子态方案。初态为实系数情况下,Alice和Bob分别利用与量子信道相匹配的正交测量基对粒子(1,3)位和(6,8)位投影测量;初态为复系数情况下,Alice和Bob分别引入辅助粒子(A1,A2)和(B1,B2),利用实数测量基对各自的粒子(1,3)和(6,8)进行投影测量后,分别使用与信道和实数测量基相匹配的复数测量基对粒子(A1,A2)和(B1,B2)进行投影测量。接收方收到对方的测量结果后,对每一种测量结果进行与测量基相对应的幺正变换操作,完成任意两粒子态对称双向远程制备。经过计算和验证,本方案制备成功的概率为100%,系统的信息传送效率为20%。

利用腔QED中的超导量子干涉仪实现量子态的远程制备

根据腔量子电动力学(QED)技术,利用放置在微腔中的超导量子干涉仪作为量子信息的载体,实现了单粒子量子态和两粒子纠缠态的远程制备,并推广到N粒子纠缠态的远程制备.研究表明只需要执行单粒子测量并能以概率1成功地实现量子态的远程制备.方案的实验可行性表明:腔场态最终处在真空态,系统的消相干效应能够在一定程度上得到抑制.

三粒子纠缠态的几率远程制备

提出了一个几率远程制备三粒子纠缠态的方案,在该方案中,三个非最大两粒子纠缠态被用作量子信道,并运用了三粒子投影测量,所需的经典资源是三个经典比特.

一种类型的三量子比特纠缠态远程制备

提出一种类型三量子比特GHZ态远程制备(RSP)实现方案,利用两量子比特的最大纠缠态(即Bell态)作为量子信道,制备成功几率和经典信息消耗都被一一计算出来.就一般情况来说,根据Alice的测量结果,Bob以1/4的几率能够成功实现GHZ态的远程制备.但是,对于三类特殊态,经额外消耗经典信息后其成功几率能够大大提高至1.0.即此方案是决定性的.