基于六粒子纠缠态和Bell态测量的量子信息分离(英文)

通过介绍六粒子纠缠态的新应用研究,提出了一个二粒子任意态的信息分离方案.在这个方案中,发送者Alice、控制者Charlie和接受者Bob共享一个六粒子纠缠态,发送者先执行两次Bell基测量;然后控制者执行一次Bell基测量;最后接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,从而能够重建要发送的二粒子任意态.这个信息分离方案是决定性的,即成功概率为100%.与使用相同的量子信道进行二粒子任意态的信息分离方案相比,本文提出的方案只需要进行Bell基测量而不需要执行多粒子的联合测量,从而使得这个方案更简单、更容易,并且在目前的实验室技术条件下是能够实现的.

基于6粒子团簇态实现2粒子任意态的量子信息分离

通过对Lu Chao-yang等最近介绍6粒子团簇态的新应用研究,提出了一个新的2粒子任意态的信息分离方案.在这个方案中,发送者对自己拥有的粒子做一次5粒子von-Neumann联合测量,控制者对其拥有的粒子做单粒子的投影测量,接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的2粒子任意态,该方案成功的概率为100%.

用GHZ态实现任意两粒子态的量子信息分离方案(英文)

提出一个用GHZ态作为量子信道分离两粒子态的方案。Alice先执行两次Bell基测量,向她的两个接收者公布四个经典比特信息,接收者Bob和Charlie一起合作能恢复初态。在合作中他们分别执行了单量子比特测量和幺正操作。此分离方案给出了具体的幺正操作。

两量子比特态量子信息分离的最小测量复杂性(英文)

提出一个用非对称W态作为量子信道分离两量子比特态的方案。如果发送者(Alice)已知待传送态的量子信息,Alice执行两量子比特投影测量后,能分离量子信息并发送给接收者(Bob和Charlie)。Bob和Charlie共同执行一个幺正操作后,Charlie再执行两个单量子比特的幺正操作就能恢复原量子态。这个方案大大减小了测量的复杂性。计算了此方案成功的几率和消耗的经典信息。

三粒子GHZ态的量子信息分离方案(英文)

提出一个用GHZ态作为量子信道分离类GHZ态的方案.如果发送者Alice预先知道原量子态,Alice执行两量子比特投影测量后,接收者Bob和Charlie一起合作能恢复初态.我们计算了这个方案成功的几率和消耗的经典信息.一般地,Alice能成功地分离量子态的几率是1/4和消耗的经典信息是3/4经典比特.然而,在五种特殊情形下,消耗一些多余经典信息后,成功的几率能达到1/2甚至1.

四粒子团簇态的量子信息分离

提出一个应用两个非最大纠缠态作为量子通道分离未知四粒子团簇态的方案.方案中,发送者制备初始态和作为量子通道的纠缠态,并将部分粒子分别发送给接收者和控制者;发送者与控制者分别对粒子作Bell基联合测量,并利用经典通道将测量结果告知接收者;根据测量结果,接收者在其粒子上执行相应的操作,从而完成量子信息分离.

信道噪声对量子信息分离的影响

文献[7]给出了一个三者之间利用四粒子团簇态作为量子信道实现单粒子量子态的量子信息分离的方案。在此方案的基础上,分析了经典噪声信道对这个量子信息分离方案的影响。通过利用二元对称信道以及二元删除信道,得到了信息分离成功概率与经典信道噪声系数之间的关系。除此之外,还研究了量子噪声信道对此方案的影响。在振幅阻尼信道或者去极化信道上进行量子信息分离的过程中,量子纠缠信道将会发生退相干,从而导致量子信息分离质量的下降。文中给出了量子信息分离保真度与噪声系数以及所传送量子态系数之间的关系刻画。

应用超纠缠态的量子信息分离

应用超纠缠态进行量子信息分离。其方案与传统的量子信息分离方案原理一致。发送者Alice将信息发送给Bob和Charlie共享,其中任何1个人都不能独立获取信息,必须依靠双方合作才能得到,因此能克服因为某人不忠诚或者窃听而带来的破坏和损失。本方案的优点在于要传送的虽然足单光子携带的信息,但包含极化自由度和空间模自由度,比传统方案的单光子信息量大,可节约资源,提高长距离量子通信能力。

利用团簇态实现量子信息分离

提出一个利用5粒子团簇态作为量子信道分离任意2粒子态的量子信息分离方案.方案中,发送者(Alice)、接收者(Bob)和控制者(Charlie)共享5粒子团簇态的量子信道,发送者将需要传送的信息传送给接收者的过程,必须由控制者和接收者共同配合才能完成,否则任何人也得不到信息.发送者和控制者对所拥有的粒子作相应的测量后,通过经典信道告知接收者,接收者选择相应的测量完成量子信息分离方案.

基于六粒子簇态的量子信息分离方案

利用非最大六粒子纠缠簇态作为量子信道,实现推广的任意二粒子量子态的信息分离方案。结果表明分离者可以让接收方中的任意一方在另一方的帮助下通过适当的幺正操作得到任意未知二粒子量子态。该方案中需要推广的Bell基测量(GBM)和单粒子测量(SM).并通过引入辅助粒子寻找合适纠缠匹配的方法实现概率量子信息分离。计算了量子信息分离(QIS)方案的成功概率和经典信息损耗,若量子信道为最大纠缠信道,方案成功的概率为1,同时将消耗14 bit的经典信息。

利用5粒子纠缠态实现四粒子W态量子信息的分离

利用五粒子纠缠态作为量子信道,实现四粒子W态量子信息的分离。发送者Alice发送2、5粒子给Bob,发送3粒子给Charlie。Alice对手中的六个粒子进行von-Neumann测量,把测量结果告诉Charlie和Bob,控制者Charlie对手中的单粒子进行投影测量,再把测量结果告诉Bob,Bob根据手中结果对手中的二粒子进行适当的幺正变换,加两个辅助粒子,再进行适当的量子门操作,就可重建欲发送的四粒子W态,该方案成功概率100%,而且传输粒子较少,易于实现。

基于三粒子纠缠态的未知单粒子态量子秘密共享

提出了两个未知单粒子态的量子秘密共享方案,分别使用一个对称的三粒子纠缠态和一个不对称的三粒子纠缠态作为量子信道来实现态的共享。在发送者和协助者分别对各自所拥有的粒子实施Bell基测量、单粒子态测量之后,接收者对所拥有的粒子作相应的幺正操作才能实现初始量子态的重构。方案可以推广至任意两粒子和多粒子纠缠态的量子秘密共享。在安全性方面,考虑了来自外部和共享者内部的盗窃情况,经讨论可认为所提出的方案是安全可靠的。