利用非Bell基测量实现三粒子W态的隐形传送

研究非Bell基测量的未知三粒子W态的隐形传态方案。先利用原子和腔场的共振相互作用制备未知三原子W态。接着,利用两原子同时在强经典驱动场驱动下和单模腔场发生相互作用,产生态的演化,来制备EPR对量子信道。最后利用和制备量子信道同样的方法来实现未知三原子W态的隐形传送。在传送过程中,可忽略腔场热作用和腔延迟作用的影响。传送成功的总几率为1。

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。

利用腔QED实现无Bell基测量的经济相位传输克隆

提出一种利用腔QED技术,实现无Bell基测量的经济相位传输克隆方案.该方案主要是基于原子和腔共振模型,其主要优点为:(1)由于利用了原子的共振,使整个过程所需时间大大缩短;(2)不需要任何的单比特原子旋转操作,实验装备较简单.在当前的实验技术条件下,该方案是可以实现的.

共振QED腔中无需Bell基测量N个量子比特GHZ态的传输

在共振QED腔中,设计了一个传输N个量子比特GHZ态的方案。通过选择合适的哈密顿量,无需Bell基测量,就可以实现从原子A到原子B的量子隐形传态。当然,在传输过程中要求的是选择好腔与原子的作用时间。

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.

对两个使用Bell测量基的量子密钥分配协议的分析与改进

对两个使用EPR对和Bell测量基的量子密钥分配协议的安全性进行了分析,从测量不同位置的量子比特的拓扑结构出发,证明了这两个协议的等价性。指出了协议执行双方使用Bell测量基在两个量子比特上的检错策略的合理性,但在有效确定错误数量方面却有一个缺陷,即不能够检测到出现在所有量子上同样类型的错误,从而构成安全性的一个隐患。并利用|0+>,|0->,|1+>,|1->测量基解决了这个缺陷,同时不需要目前还比较难以实现的完全Bell测量,并给出了安全性证明。

基于Bell态的高效量子秘密共享

为提高协议在实验中的可操作性,提出了一个利用二粒子最大纠缠Bell态的量子秘密共享协议,其中发送方利用随机插入的正交单量子位,不仅可以有效地检测窃听行为,而且可以减少用于检测安全性的纠缠粒子,进而提高了纠缠粒子的利用率及产生密钥的效率;而接收方Bob和Charlie必须执行联合测量才能获得密钥,单独一方无法获得秘密信息.

基于Bell态纠缠交换的身份认证协议

提出了一种新的量子身份认证协议。该协议以Bell态为传输载体,利用Bell态纠缠交换和Bell基测量对通信用户进行身份认证。两个Bell态的传送过程中不需要任何的幺正变换,只需要执行Bell基测量和按位异或运算就可以实现信息的传输。整个过程中,量子载体操作简单且容易实现。此外,也验证了此协议的正确性。

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。

基于五粒子团簇态实现经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态(英文)

通过对五粒子团簇态新应用的研究,提出了一个经济和简单的二粒子任意态的可控隐形传态方案.在这个方案中,发送者(Alice)、控制者(Charlie)和接收者(Bob)共享一个五粒子团簇态,发送者只需要执行Bell基测量,而控制者也仅需要执行单粒子投影测量.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二粒子任意态.这个可控隐形传态方案是决定性的,成功的概率为100%.与使用相同的量子信道进行二粒子任意态的可控隐形传送方案相比,不需要执行多粒子的联合测量,从而使得这个方案更加简单.

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cluster态任意单粒子态可控量子信息共享

基于cluster态具有较强的纠缠顽固性,提出两个利用四粒子cluster态传送任意单粒子态的量子信息共享方案.第一个方案中发送者Alice、控制者Charlie和接收者Bob共享一个四粒子纠缠态,首先Alice对自己拥有的粒子执行一个三粒子Von-Neumann联合测量,然后Charlie对其拥有粒子执行Z基测量,最后Bob根据发送者和控制者的测量结果,对所拥有的粒子做适当的幺正变换,就能重建共享的单粒子任意态.第二个方案利用一个辅助粒子,发送者Alice、控制者Charlie只需做Bell基测量,Bob通过比特位翻转和幺正变换即可得到Alice传送的量子态.与已有方案相比,两方案信息共享的成功概率为100%,且只需四粒子cluster态为载体,可在目前实验室技术条件下实现.

基于Tavis-Cummings模型实现非定域三原子系统量子特性的远程控制

运用全量子理论并结合数值计算方法,研究了三个二能级原子系统的量子特性.初始三原子处于W纠缠态,让其中的两原子A、B与相干态光腔场发生共振作用,经腔QED演化以后,对原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极相互作用,来控制腔外原子C的布居差演化;对相干态光场进行光子探测,通过改变探测到的光子数、相干光场参量和原子间偶极相互作用,来控制腔外原子C的偶极压缩,最终实现了远程操纵腔外原子非经典特性的目的.

基于cluster态的信道容量可控的可控量子安全直接通信方案

提出了一种基于五粒子cluster态的信道容量可控的可控量子安全直接通信方案.通信三方利用五粒子cluster态自身的粒子分布情况,结合诱骗光子,对粒子分别做Z基单粒子测量和Bell基测量,便可完成信道的第一次安全性检测.通信控制方Cindy通过对手中的粒子序列随机选用测量基(Z基或者X基)测量来决定信道容量,并通过经典信道公布结果.发送方Alice将要发送的信息以及校检信息用于对手中的粒子序列进行幺正操作编码,并插入诱骗光子后将编码后的粒子序列发给接收方Bob并通过经典信道告知其诱骗光子的位置信息.Bob接收到粒子序列后,按照经典信道Alice发送的信息,结合Cindy公布的信息,剔除诱骗光子后按照一定的规则对手中的两组粒子序列进行Bell基测量,便可解码完成第二次安全性检测以及得到Alice发送的信息.通过对五粒子cluster态的纠缠结构性质进行分析,阐明了五粒子cluster态在该方案中所表现出的特点的物理缘由.结果表明,只需变化测量基的规则和用于编码的粒子,可以将该方案推广成可控双向量子安全直接通信.

基于五粒子Cluster态的受控双向量子隐形传态

提出了一个由三方共享五粒子Cluster态为量子通道进行单粒子双向隐形传送的方案。方案中通信双方Alice和Bob各拥有五粒子Cluster态中的2个粒子以及未知单粒子态的粒子A和B,控制者Cindy拥有Cluster态中1个粒子。Alice和Bob首先分别对手中的粒子A,B以及通道中的1个粒子做Bell基测量。并通过经典信道将测量结果告知对方以及控制者Cindy。接着,Cindy对手中的粒子做单粒子投影测量,并通过经典信道告知Alice和Bob测量结果。Alice和Bob根据三方的测量结果分别对手中的另一个粒子做出相应的幺正操作得到对方所要传送的量子态,使单粒子态的受控双向隐形传态的目的得以实现。

基于三粒子类GHZ态的受控量子安全直接通信协议

考虑到协议的安全性及控制方的必要性,提出了一种新颖的受控量子安全直接通信协议。协议中由控制方制备和分发信道粒子,并决定是否通信,且控制方的信息对协议的运行起着很大的作用。利用加密后编码操作和引入辅助粒子的方式提高协议的安全性和信息传输量,信息接收方根据处理后的消息进行酉操作,并根据约定的加密规则逆向解码获取秘密信息。所有公布的信息与秘密信息无直接的关联,避免了信息泄露问题。分析结果表明该协议能够抵抗第三方和窃听者的攻击,且量子通信效率为28.75%。

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.

通过对单原子的局域测量实现纠缠纯化

从两对原子的纠缠态出发 ,通过对单原子的局域测量 ,实现了纠缠的纯化 该方案不同于一般的通过联合的Bell基测量而实现纠缠纯化的过程 在此方案里 ,纯化包含两方面的含义 。

基于四粒子GHZ态的可控量子双向隐形传态及安全性

提出一个基于四粒子GHZ纠缠态实现未知单粒子态的可控量子双向传态方案.通信双方Alice和Bob以及控制方事先密享两对四粒子GHZ纠缠态以构建量子信道,根据纠缠粒子的不同分发方式,以及测量时所选择的不同测量基,可以分别实现三方和四方参与的可控量子双向传态.通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的部分粒子作量子投影测量,若控制方同意双方通信,则对自己拥有的粒子作测量并通过经典信道公布测量结果.通信双方根据控制方公布的测量结果对各自的某个粒子作相应的幺正变换,即可在己方的粒子上重建对方待传的量子态.由于第三方Charlie以及第四方Dennis的加入,整个双向传态的安全性大为提高.

基于非BSM的一对多二比特隐形传态

提出了一种无Bell基测量一对多隐形传输二比特信息的方案.在隐形传输过程中,以(2n+2)个粒子的最大纠缠态作为量子信道,通过原子在外加强经典驱动场下和单模腔场的相互作用,产生态的演化,从而实现隐形传输.传输过程中不需要用到Bell基测量,且不用考虑腔场耗散和外界热场环境的影响,传输成功的总几率为1.0.