基于十粒子纠缠态的三方受控联合远程态制备

为进一步研究三方远程态制备(TRSP),提出了一种不同于已有TRSP类型的新方案。该方案为受控三方循环远程态制备的一个推广,且可修改为一个双向与一个单向受控远程态制备的混合方案。该方案给出了十粒子纠缠信道的产生方法,并指出在监控者的控制下,三方中的任何两方都能联合为第三方制备一个任意单粒子态。所提方案融合了受控远程态制备和联合远程态制备的思想,有较高的安全性,且所采用的前馈测量策略使得其成功的概率为100%。此外,该方案所涉及的受控非门、Hadamard门和Pauli门以及单粒子测量在现代技术下是可以物理实现的。

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.

任意二量子态的混合双向受控量子通信

以九量子纠缠态为量子信道,提出了任意二量子态的混合双向受控量子通信协议.在该协议中,位于遥远两方的Alice和Bob既是发送者又是接收者,Alice能够传送一个未知任意二量子态给Bob,同时Bob也能够帮助Alice远程制备一个任意二量子态.该协议表明:仅当发送者与控制者相互合作,量子任务才能成功完成,且总的成功概率为100%.

任意二粒子纠缠态的受控量子通信

为了解决任意二量子通信问题,首先给出了五粒子和七粒子纠缠态的构造方法,并提供了它们的量子线路图。其次,以该五粒子纠缠态为量子信道,提出一个任意二粒子未知量子态的受控隐形传态协议。该协议在监察者Charlie的控制下,Alice进行四粒子投影测量和经典通信,Bob采用简单酉变换就能以100%的概率成功重构一个任意二粒子纠缠态。最后,利用七粒子纠缠态为量子信道,提出了任意二粒子纠缠态的联合受控远程制备方案。在此方案中,发送者Alice用自己掌握被制备态的部分信息构造测量基,发送者Bob采用前馈测量策略,接收者Diana在监控者Charlie的帮助下,通过简单幺正变换就能确定性地恢复原始态。

基于部分纠缠信道的高维赤道态概率可控远程联合制备

作为一种特殊类型的量子态,赤道态由于在量子信息处理中的独特应用引起了广泛关注.基于不同多粒子纠缠态信道,研究者提出了任意双量子比特、三量子比特以及多量子比特赤道态多方联合制备方案.本文研究了基于高维部分纠缠态的高维多粒子赤道态多方概率可控远程联合制备方案,提出了两个基于高维部分纠缠态的高维多粒子赤道态多方可控远程联合制备方案.一个方案以m个高维类GHZ态为纠缠信道,可实现多个控制方控制下的高维赤道态多方远程联合制备,另一个方案以一个多粒子部分纠缠态为量子纠缠信道完成单个控制方控制下的高维赤道态远程联合制备.多个发送方共享多粒子赤道态信息,依据已知信息对手中纠缠粒子选择执行相应正交投影测量,控制方对他的纠缠粒子执行单粒子测量.接收方与所有发送方和控制方合作,仅需引入一个附加量子比特就可在他的纠缠粒子上重建需制备量子态.方案不需要使用最大纠缠态作为量子纠缠信道实现高维赤道态远程可控联合制备,具有可行性强的优点.

高维受控联合远程态制备

融合联合远程制备与受控远程制备的思想,讨论任意d-维量子态联合受控远程制备问题.首先,提出了n+m+1方受控联合制备任意d-维单粒子态协议,该协议以一个n+m+1粒子纯纠缠态为信道,n个发送者预先分享被制备态的信息.第一个发送者利用原始态的信息对其粒子进行正定算子值测量(POVM),其余发送者对各自粒子采用投影测量.若控制者们许可接受者获取原始量子秘密,则需对各自粒子进行投影测量,接受者利用相应的酉变换就能以一定的概率重构原始量子态.其次,将上述方案推广到d-维任意q-粒子态的制备情形,获得了多方受控联合高维多粒子态制备的一般方案.

基于d维六粒子Cluster态的任意qudit态远程联合制备

提出利用d维六粒子Cluster态的任意高维量子态确定远程联合制备方案.首先考虑了基于d维六粒子Cluster态的任意双粒子qudit态远程联合制备方案,然后提出了基于六粒子Cluster态的任意单粒子qudit态双向远程联合制备方案.在方案中,两个发送方共享需制备量子态信息,第一发送方依据已知需制备量子态信息对纠缠粒子执行半正定算子测量(POVM),第二发送方依据第一发送方测量结果以及已知需制备量子态信息对纠缠粒子选择执行适当的正交投影测量,接收方依据所有发送方测量结果对纠缠粒子执行相应的局域幺正操作,就可以在他的粒子上重建需制备量子态.通信方使用高维Cluster态为量子纠缠信道完成高维量子态远程联合制备,与其他方案相比,具有信道容量高的优点.