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。

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。

两方量子态远程制备技术研究

量子态远程制备是量子保密通信领域中重要的研究内容之一。本文的主要目的是利用六粒子纠缠态作为量子信道,设计一个两方之间确定性的量子态远程制备协议(DRSP),包括实系数任意三粒子态的远程制备和复系数任意三粒子态的远程制备。其思路可以为后续量子多方保密通信协议的深入研究提供可借鉴的方法。

基于概率信道的远程制备三比特态方案与实验研究

量子通信是一项涉及量子力学和物质量子特性的新型通信技术,具有高效性和在理论上的无条件安全性等特性,使其在电子通信、金融安全和军事工业等领域有着广泛的应用前景。为了从实践应用的角度讨论量子通信,本文讨论基于Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)概率信道的远程制备三比特量子态的方案并以单量子比特为例,通过IBM量子实验平台进行量子系统隐形传态实验,验证该系统的保真度为0.819。远程利用量子计算机进行线路模拟仿真的实验,为今后进一步理论和实践研究做好铺垫。

量子导引在量子通讯中的作用

主要研究量子导引在一些具体量子通讯过程中的作用,通过计算通道量子态的导引及其在具体量子通讯过程中的保真度,比较二者间的对应关系,证实远程量子态制备和量子隐形传态过程中,通道量子导引对保真度有正向的影响.

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.

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.