基于EJM测量的量子隐形传态的探讨

基于Gisin在2019年提出的联合测量Elegant Joint Measurement(EJM),本文对量子隐形传态过程进行初步探讨。计算EJM测量后量子态的演化过程,重点研究θ=0和θ=π/2两种情况下系统恢复待传送未知量子态的演化矩阵。结果表明,θ=π/2时的演化矩阵是幺正矩阵,而θ=0时的演化矩阵是非幺正矩阵。

记忆幅值阻尼噪声下带有弱测量与恢复测量的量子隐形传态

认识并降低噪声对传输粒子保真度的影响,是量子隐形传态重要的研究方向之一。不同于以前的独立噪声和带记忆的Pauli噪声,研究了记忆幅值阻尼噪声对保真度的影响,并给出了一个抵抗该噪声信道的方案。该方案通过让参与者在粒子分发前实施弱测量而粒子接收后实施恢复测量的方式提高保真度。研究结果表明,记忆幅值阻尼信道的记忆因子强度与保真度大小呈正相关,并且在部分记忆信道与全记忆信道下弱测量与恢复测量方法也能一定程度上提高传输粒子的保真度。

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GHZ型态的非对称循环量子隐形传态

提出利用GHZ型态的张量积作为量子信道,实现任意单粒子、Bell态和GHZ态的非对称循环(受控)量子隐形传态的2个方案.在方案1中,3个参与者Alice、Bob及Charlie以9粒子纠缠态为量子信道,Alice、Bob及Charlie对自己粒子进行Bell态、单粒子测量并公布测量结果,三方根据所有测量结果对各自粒子进行相应的幺正变换,即可实现非对称循环量子隐形传态.在方案2中,增加一个控制方David,Al-ice、Bob、Charlie及控制方David共享12粒子纠缠态为量子信道,在控制方David的作用下,Alice把自己的单粒子态传递给Bob,Bob把自己的Bell态传递给Charlie,同时,Charlie也将自己的GHZ态传递给Alice.仅当David与三方相互合作时,非对称循环受控隐形传态才能实现.

基于四粒子团簇态的可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知单粒子态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对她自己拥有的两个粒子做一次Bell基联合测量,两控制者合作对其两粒子进行Bell基联合测量,接收者在两个控制者的帮助下对其自己的粒子做相应的幺正变换,即可得到要传送的单粒子态,完成可控量子隐形传态。

单光子纠缠态的纠缠转移和量子隐形传态(英文)

使用光学分束器和单光子源,利用单光子态和真空态制备出了纠缠单光子态.利用光学分束器作用和单光子探测,实现了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.提出了一个关于纠缠单光子态的量子隐形传态方案.在这个方案中,被传送的是一个未知的单光子纠缠态.通讯双方使用的量子信道是两个单光子纠缠态.通过使用分束器作用和对输出态进行光子测量以及在经典信息的帮助下,纠缠转移和量子隐形传态的过程被完成.

基于量子隐形传态的量子保密通信方案

量子保密通信包括量子密钥分发、量子安全直接通信和量子秘密共享等主要形式.在量子密钥分发和秘密共享中,传输的是随机数而不是信息,要再经过一次经典通信才能完成信息的传输.在量子信道直接传输信息的量子通信形式是量子安全直接通信.基于量子隐形传态的量子通信(简称量子隐形传态通信)是否属于量子安全直接通信尚需解释.构造了一个量子隐形传态通信方案,给出了具体的操作步骤.与一般的量子隐形传态不同,量子隐形传态通信所传输的量子态是计算基矢态,大大简化了贝尔基测量和单粒子操作.分析结果表明,量子隐形传态通信等价于包含了全用型量子密钥分发和经典通信的复合过程,不是量子安全直接通信,其传输受到中间介质和距离的影响,所以不比量子密钥分发更有优势.将该方案与量子密钥分发、量子安全直接通信和经典一次性便笺密码方案进行对比,通过几个通信参数的比较给出各个方案的特点,还特别讨论了各方案在空间量子通信方面的特点.

基于团簇态信道的双粒子纠缠态可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知两粒子纠缠态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对她自己拥有的3个粒子做一次三粒子纠缠完备基联合测量,控制者对其拥有的粒子作局域测量,接收者在控制者的帮助下对其自己拥有的两粒子做相应的幺正变换,即可重新构造出发送者要传送的未知态,完成了可控量子隐形传态.

四粒子团簇态的量子隐形传态

该文以4个二粒子最大纠缠态作为量子信道,研究了Alice将一个未知的四粒子团簇态(clusterstate)传送到远距离的接收者Bob的隐形传态过程.由于四粒子团簇态的特殊性质,接收者Bob只须施行64种可能的局部酉变换便能接收到Alice传送的未知态,从而实现了四粒子团簇态的量子隐形传态.

量子隐形传态

量子隐形传态是目前量子信息中人们关注的热门课题之一,它是量子信息理论的重要组成部分,也是量子计算的基础。文章阐述了标准量子隐形传态和概率量子隐形传态的基本理论以及EPR效应,Bell基测量等相关的概念,同时给出一种实现隐形传态的量子电路,并介绍了当前理论与实验的研究进展。

量子信息技术的新进展——五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态

由中国科技大学合肥微尺度国家实验室(筹)量子物理和量子信息部所完成的“五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态”研究成果以Letter的方式发表在2004年7月1日出版的Nature上,欧洲物理学会和美国物理协会都对该工作进行了专题报道。本文介绍了该成果的研究背景,意义,内容。

量子隐形传态的研究进展

量子隐形传态是量子信息理论的重要组成部分,也是量子计算的基础.文章中简单介绍了量子隐形传态的基本原理、理论和实验方案以及现阶段研究的最新进展,并且提出了进一步研究所需要解决的重要课题.

基于可控量子隐形传态的代理签名方案

提出了一种量子代理签名方案.基于可控量子隐形传态,采用3粒子纠缠态作为量子信道,不同于经典的基于计算复杂性的代理签名方案,本方案利用量子隐形传态的物理特性来实现签名及验证,具有无条件安全性.

量子隐形传态保真度的新公式及应用

基于传统的Kimble-Braunstein量子隐形传态方案,利用纠缠态表象方法导出了平均意义下输出量子态的密度算符表示——输出态算符与输入态、纠缠源的特征函数的关系,以及输出态特征函数与以上特征函数的简洁关系.基于此,对于任意的双模纠缠源,进一步推导了传输相干态的保真度公式——它仅仅表示成纠缠源的Q函数的一个简洁积分.这为保真度计算提供了一条方便有效的途径.作为应用,我们考察了包括高斯与非高斯纠缠态作为纠缠源实现相干态传输的保真度.

一个改进的量子隐形传态回路

量子隐形传态是一种典型的量子通信方式,它用经典辅助的方法来传送量子态,并引入了量子纠缠的特性。实现隐形传态的量子回路形式有很多,为了更有效地传递量子态,本文在Brassard回路的基础上提出一个改进的量子回路,它具有更简洁的结构,并能实现量子隐形传态．

无线网络中基于量子隐形传态的鲁棒安全通信协议

该文在深入研究无线网络802.11i鲁棒安全通信的基础上,提出基于量子隐形传态的无线网络鲁棒安全通信协议,利用量子纠缠对的非定域关联性保证数据链路层的安全。首先,对量子隐形传态理论进行描述,并着重分析临时密钥完整性协议和计数器模式及密码块链消息认证协议的成对密钥、组密钥的层次结构;其次,给出了嵌入量子隐形传态的成对密钥、组密钥的层次结构方案;最后,在理论上给出安全证明。该协议不需要变动用户、接入点、认证服务器等基础网络设备,只需增加产生和处理纠缠对的设备,即可进行量子化的密钥认证工作,网络整体框架变动较小。

用W态实现量子隐形传态的腔QED方案(英文)

本文提出一个用类W态作为纠缠通道,采用不同于文献[19]的测量基来实现量子隐形传态的腔QED方案.在这个方案里,只需要利用原子和腔场通过J-C哈密顿量发生共振相互作用,一步就可制备纠缠通道.另外,通过原子与腔场的失谐作用,利用Bell态测量,可实现概率为100%的量子隐形传态.在目前的腔QED技术条件下,该方案是可以实现的.

基于量子隐形传态的数据链路层停等协议

提出了数据链路层中基于量子隐形传态的量子停等协议,即在数据链路层的2个站点进行通信时,传送量子信息,在设定的时间内,若接收方收到量子帧,则用量子信道来返回确认帧.根据量子隐形传态的瞬时性,该协议减少了2个站点通信的传播时延,从而降低了2个发送成功的量子帧之间的最小时间间隔,缩短了通信时间,提高了通信效率,而且发送方对所传送的量子信息是未知的,从而也提高了信息传输的保密性.

基于量子隐形传态的完全Bell基测量

完全区分4个Bell态是实现量子隐形传态过程的关键,目前线形光学的办法还不能对Bell态进行完全的测量。我们根据两光子量子隐形传态方案利用Mach-Zehnder干涉仪,通过高位希尔伯特空间中偏振与路径之间的纠缠实现了完全bell基测量。通过引入参考光的方法,达到干涉仪两臂相位的自动稳定;该方案成功应用于16 km自由空间量子隐形传态实验中。

优化连续变量量子隐形传态的保真度

利用双模压缩真空态作为纠缠通道传送相干态的保真度已有结论,研究了明亮双模压缩态作为纠缠通道时连续变量的量子隐形传态,适当选取有关参数,可较大地提高量子隐形传态的保真度,并在特殊情况下实现相干态的保真度为1的不失真量子隐形传态。