基于量子双向传态的多方量子通信网络的构建方案

利用量子双向传态技术构建了一个量子通信网络,从而实现安全的多方通信.对该方案的通信安全性和网络工作效率进行了分析,并提出了改进方法,使得该方案更具有实用价值.

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.

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.

基于双向量子隐形传态上的双向量子安全直接通信

提出了一种利用EPR对和纠缠交换的双向量子隐形传态;在这个协议中,双方可同时发送一个未知的单一量子比特给对方,而且在实际操作中比以前的提出的协议更加简单;利用提出的双向量子隐形传态,建立了一种新的双向量子安全直接通信协议,协议在通信过程中不需要传递携带秘密信息的量子比特,大大提高了量子通信的安全信.

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.

高维不对称受控隐形传态方案及优化

利用高维最大纠缠量子态作为信道,提出一种不对称受控双向隐形传态方案。通信双方Alice、Bob和控制者Charlie事先秘密共享纠缠态,用于构建量子信道。通信开始后,根据纠缠粒子的分发方式以及对测量基的不同选择,通信双方Alice和Bob可以在控制者Charlie的监督下,以一定概率分别将一个高维单粒子态和一个高维二粒子态传送给对方,进而通过对测量基的优化进一步提升传输成功概率,使得传输成功概率从1/d提升到1,最终实现完美隐形传态。所提出方案中只使用广义贝尔基测量及单粒子测量,在物理上容易实现。改进后的方案中,Charlie可以对两条信道进行控制,提高了方案的安全性。

基于真9-qubit纠缠态实现受控双向量子隐形传态

最近,基于多方纠缠态的双向受控隐形传态受到广泛关注,多个基于五方纠缠态、六方纠缠态、七方纠缠态的双向受控隐形传态方案相继被提出.本文研究了真9-qubit纠缠态对于双向受控隐形传态的有用性,提出了两个基于真9-qubit纠缠态的双向受控隐形传态方案:一个方案实现一方传输未知的任意单qubit态而另一方传输未知的任意3-qubit态;另一个方案实现双方分别传输一个未知的任意2-qubit态.与其他基于多方纠缠态的方案相比,我们的方案其信道容量更大,一次能够双向共传输4个任意的qubit态,其通信效率也更高,而且使用的真9-qubit纠缠态易于通过Hadamard门以及受控非门等简单的量子门电路实现.

多控制者下的双向量子隐形传态

提出了一种多控制者的双向量子隐形传态方案。在该理论方案中有三个控制者协助通信,纠缠资源为最大七粒子纠缠态,其中通信者Alice和Bob以及三个控制者预先秘密共享最大七粒子纠缠态以构建量子信道。三个控制者的参与提高了通信的安全性,同时也避免了执行三粒子联合测量的复杂性。在通信过程中,首先Bob对自己密享的粒子执行酉操作,接着通信方各自对自己手中的粒子执行Bell基测量。假如控制者同意双方通信,便对自己手中的粒子执行单粒子测量并将测量结果通过经典信道传输给通信者。通信方分别结合控制者所公布的测量结果做相应的酉操作,这样便能完美地实现双向量子控制隐形传态。