利用cluster态实现任意两粒子纠缠态的概率隐形传态(英文)

提出两个概率隐形传态方案,这两个方案都是以一个四粒子cluster非最大纠缠态作为量子信道来实现未知两粒子纠缠态的隐形传态。在第一个方案中传送的是一个特殊的两粒子纠缠态,此纠缠态可以实现一定的概率传输,此概率由cluster态中绝对值较小的两个系数决定。在第二个方案中,传送的是任意两粒子纠缠态,与第一方案相比,Bob除了需要实施幺正变换外,还要实施量子控制相位门才能重建被传送的纠缠态。使用非最大纠缠cluster态作为量子信道可以节约更多的纠缠资源和经典信息。

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Cluster态的量子通信(英文)

提出基于Cluster态量子对话,这使得合法双方可以直接交换4位秘密信息。和3粒子W态相比较,此协议有以下优点:经过两步安全检查后,通过单光子发射和两位经典信息的帮助,可以相互传输4比特秘密信息。还可以克服拦截重发攻击、纠缠测量攻击和最优化非相干攻击。

基于四粒子cluster态的N位量子态秘密共享方案

为了实现N位量子态秘密共享,提出利用四粒子cluster态作为量子信道,cluster态虽然不是最大的纠缠态,但是有比最大纠缠态更强健的性质,通信者Alice通过添加辅助粒子,并对量子态进行五粒子联合测量,Bob(Charlie)对手中的粒子进行单粒子测量,并把结果和恢复量子态需要进行的操作告知Charlie(Bob),Charlie(Bob)按照从Bob(Charlie)处得到的信息对手中的粒子进行相应的操作,最后再根据需要,把量子态通过相应的量子线路得到所需要共享的量子态。安全性分析证明此方案是安全的。

利用四原子Cluster态概率隐形传送两原子纠缠态

提出两个二能级原子纠缠态的隐形传态方案,方案中选用由四个全同二能级原子组成的非最大纠缠Cluster态作为量子信道.研究表明,接收者根据发送者传送的经典信息,通过引入一个附加原子并实施相应的幺正变化,即可以一定的概率重构原子态,此概率由Cluster态中绝对值最小的两个系数决定.该方案中使用的是Cluster非最大纠缠态作为量子信道,因此与其他方案相比该方案可以节约更多的纠缠资源和经典信息.如果使用Cluster最大纠缠态作为量子信道,那么此方案即为一般的量子传态方案,成功传送的概率为100%.

通过cluster态实现两粒子纠缠态的量子几率隐形传态(英文)

提出通过一个四粒子cluster非最大纠缠态作为量子信道来实现一未知两粒子纠缠态的量子几率隐形传态方案。在此方案中,纠缠态可以实现一定的几率传输,此几率由cluster态中绝对值较小的两个系数决定。如果我们用cluster最大纠缠态作为量子信道,此时几率隐形传态就成了一般的隐形传态,即成功传输的几率为100%。

利用cluster态隐形传送任意三原子W态(英文)

提出一个隐形传送任意三原子纠缠W态的方案,在此方案中,选用由四个全同的二能级原子组成的cluster态作为量子信道.研究表明,接收者基于发送者的经典信息,借助于一个附加原子,实行联合幺正变换以及单原子幺正变换,可实现三原子W态的隐形传送.该方案不受外界热场和腔场耗散的影响,不需要贝尔态测量,成功实现传送的几率为1.

用Cluster态实现任意两粒子态的远程态制备方案(英文)

提出一个用Cluster态作为量子信道远态制备两量子态的方案,并计算了此方案成功的慨率和消耗的经典信息。一般地,Bob能成功地制备初态的慨率是1/4,消耗的经典信息是1/4经典比特。然而,在六种特殊情形下,消耗一些多余经典信息后,成功的概率能达到1/2甚至1。

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。

利用Cluster态实现三粒子纠缠GHZ态的概率隐形传态

提出以具有较强持续纠缠性的部分纠缠四粒子Cluster态作为量子信道,分别使用两种测量方法,一种是利用联合幺正变换,另一种是使用最一般的物理测量方法——POVM测量,在协议执行过程中,接收方根据测量结果做相应的幺正操作,可以实现GHZ态的隐形传态。两种方法隐形传送GHZ态的总概率是相同的。

一种基于四粒子cluster态的量子水印方案

为了将秘密信息嵌入信息序列并实现秘密信道更大比特容量,提出一种在控制量子安全直接通信过程中的基于纠缠交换和四粒子cluster态的量子水印方案。利用量子纠缠交换和幺正变换,在通信过程中,发送者在安全信息层建立一个用于嵌入水印信息的隐藏层,可实现将完整信息安全传送给接收者。通过分析,该方案验证了信息层与隐藏层的安全性,实现了秘密比特的更大容量。

基于两光子宇称门接近确定性的制备偏振Cluster态(英文)

基于弱的交叉克尔效应和线性光学元件,利用光子偏振宇称门呈现了一个关于制备Cluster态的方案.本方案引入了交叉克尔非线性介质,采用了对相干探测模的非破坏测量,有效实现了光子与光子间的相互作用,进而获得所期望的光子纠缠态,同时可以提高制备的成功概率和制备态的保真度.通过本方案可以制备接近完美保真度的四光子偏振Cluster态,并具有接近1的成功概率.在本方案的基础上通过利用线性光学元件还可以获得3N+1个光子的偏振Cluster态.

基于法拉第旋转制备光子GHZ态和cluster态

制备GHZ态和cluster态是当前量子通讯及量子信息处理过程中一项重要课题,文章基于偏振光被囚禁原子光腔反射后所获得的法拉第旋转制备了子GHZ态和cluster态。该方案不需要腔场的强耦合条件,在低品质光腔中也能实现,从而大大降低了实验难度。

Cluster态的核磁共振实验制备

利用一种优化的幺正算符制备了一种高度纠缠态——cluster态,这个优化的幺正算符因为只需要施加非选择性脉冲,其所用的时间被明显缩短.该文选择一个三量子位的自旋体系,在核磁共振仪器上进行了实验验证,实验过程中先制备了一个三量子位的纯态,然后通过施加优化的幺正算符即可得到三量子位的cluster态,实验结果证明了优化幺正算符的有效性.

光腔耦合阵列中四模方形Cluster态的制备

提出一种四模方形cluster态的制备方案,方案选用四个分别包含一个原子系综的独立单模光腔,光腔之间用短光纤实现耦合.讨论证明在合适外加激光脉冲的驱动下,可确定性的制备得到稳定的四模方形cluster态.通过调节驱动激光的频率和相位,该方案可以拓展到多模和其他形cluster态的制备.

基于5粒子Cluster态的量子盲签名方案

目的设计一个新的、安全的量子盲签名方案。方法利用5粒子Cluster态作为量子信道联系签名参与者。基于量子隐形传态,签名参与者通过对自己所持有的粒子测量,来完成消息盲化、签名及验证。结果通过安全分析,得到一个可行、安全的量子盲签名方案。结论用这种方法构造的签名方案可以应用在电子支付、电子选举等领域,很有实际意义。

基于Cluster态的可验证多方量子密钥协商方案

基于四量子比特Cluster态,提出一种可验证多方量子密钥协商方案.方案允许每次由两个参与者利用自己的子密钥分别在每个四量子比特Cluster态的两个粒子上执行X运算,并对转换后的Cluster态执行延迟测量,这保证了每个参与者对协商密钥的贡献相等.提出的方案使用相互无偏基粒子作为诱饵粒子,并且利用对称二元多项式的一对函数值对这些诱饵粒子执行酉运算,不仅可以进行窃听检验,而且还能进行参与者之间的身份验证.本方案适用于任意大于2的参与者人数.安全性分析表明,提出的方案能够抵抗外部攻击及参与者攻击.与现有的多方密钥协商方案相比,该方案不仅在诱饵粒子的使用上有优势,同时具有较高的量子比特效率.

基于Cluster态的n位量子态共享方案

为达到n位量子态秘密共享的目的,建立四粒子Cluster态和五粒子Cluster态的量子信道,提出两个量子秘密共享方案。Cluster态与其它纠缠态(W态和GHZ态)不同,相比最大纠缠态,其在某些方面具有很好的稳定性,且实验容易制备。两个方案均只用两次bell测量。第一个方案中,重构者只需对所持有的粒子进行相应的幺正变换即可;第二个方案引入一个辅助粒子最后实施CNOT操作就可恢复原始秘密。对于任意量子态的共享方案,都可以根据需要将最终量子态通过相应的量子线路得到所需要恢复的初始量子态。在安全性方面,分析外部攻击和内部攻击,得到所提出的方案是安全的。

基于量子编程对四量子比特Cluster态的实验测试

作为一种重要的物理资源,多体纠缠态在量子信息处理中有着重要作用。本文基于量子编程技术研究四量子比特Cluster态的实验测试。通过构建可行量子线路,基于Visual Studio平台使用Q#编程语言对量子线路进行模拟,分别应用本源量子和IBM Q量子计算云平台对四量子比特Cluster态进行实验测试。结果表明,计算机模拟结果与理论值高度一致,说明应用计算机模拟方法研究多体纠缠态性质具有可行性;对于量子计算云平台实验,我们计算Cluster态的保真度,本源悟源1号为0.93889,IBM Q处理器ibmq_santiago为0.96440,误差源于真实量子系统受环境噪声影响引起的退相干。与计算机模拟相比较,量子云平台实验虽存在一定误差,但能更好地体现量子噪声环境下真实量子信息处理过程。

利用LC电路耦合多个磁通量子位实现制备Cluster态的有效方案

基于超导LC电路与多个超导磁通量子位的耦合以及可控时变电磁场(TDEF)对器件之间耦合的调控作用,提出了一步制备Cluster态的有效方案,并给出了该方案在实验上可行性的简要分析.