基于环境辅助测量和弱测量的量子纠缠保护

摘要

量子信息学是量子力学与经典信息学相结合而形成的交叉学科，量子纠缠作为其最核心的物理资源，在量子信息处理中有着重要的应用。然而，在实际的信息传输、处理、存储的过程中，量子系统不可避免的会与环境发生相互作用，这就造成了量子纠缠的退化，甚至在某些情况下会发生纠缠突然死亡的现象。因此，保护量子态免受噪声的影响是一个至关重要的问题，在过去的几十年，科学家们已经提出了许多关于纠缠态的保护方案，但是这些方案总是存在或多或少的缺陷。本文基于环境辅助测量和弱测量的理论知识，提出了量子态和量子信息处理协议的保护方案，主要的研究内容如下:
　　(1)在幅值阻尼噪声通道下，我们提出了保护远程量子克隆通道的纠缠度，提高量子远程克隆保真度的方案。通过利用环境辅助测量和弱测量，参与者共享的量子通道的纠缠度能够被概率性的恢复。当弱测量强度与噪声通道的阻尼率相等时，我们能够以一定的概率使远程克隆的保真度恢复到最大值。
　　(2)在广义幅值阻尼噪声通道下，我们提出了基于弱测量和弱测量反转保护GHZ态的方案。通过优化弱测量强度，有效地抑制了由噪声导致的纠缠的退化。结果显示，通过使用最佳的前置和后置弱测量，能显著提高GHZ态的纠缠度，并且纠缠突然死亡的现象能够被延缓。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．2 研究目的与意义

1．3 研究现状分析

1．4 主要研究内容

第二章 基本理论

2．1 算子和表示

2．2 几种常见的噪声通道

2．3 量子纠缠的度量

2．4 环境辅助测量与弱测量

2．5 本章小结

第三章 基于环境辅助测量实现量子远程克隆保真度的保护

3．1 量子远程克隆的基本方案

3．2 幅值阻尼噪声通道下实现量子远程克隆保真度的恢复方案

3．3 分析和讨论

3．4 本章小结

第四章 基于弱测量的广义幅值阻尼噪声通道下的GHZ态纠缠度的最佳保护

4．1 基本方案

4．2 广义幅值阻尼噪声通道下实现GHZ态纠缠度的最佳保护方案

4．3 结果讨论与误差分析

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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