可控的量子密集编码、单量子态的传输及二粒子态的远程制备

摘要

量子信息学是量子力学与信息科学相结合而形成的一门新兴的交叉学科，目前主要包括量子通信和量子计算两大领域。它通过量子纠缠、局域测量等量子特性的应用改变了经典通讯的实现方式，从而实现了信息学的一次革命。 量子密集编码、量子隐形传输和远程态制备是量子信息研究领域中三个最重要的课题。它们的最初提出都是利用EPR对作为量子信道的，而在实际中，由于量子信道和周围环境的相互作用，会引起信道的消相干，因而量子信道通常不会保持最大纠缠态。因此，我们将利用部分纠缠态作为量子信道。 在量子密集编码方面，我们提出利用3粒子非最大纠缠GHZ态作为量子信道，在第三方控制下，通信双方通过引入辅助粒子和做适当的幺正变换就能以一定概率实现的可控的量子密集编码方案。 同时，我们提出了一个利用POVM测量(可以以一定概率区分非正交态)实现的单粒子态的控制传输方案。利用3粒子纠缠w态作为信道，通信双方通过引入辅助粒子和做适当的幺正变换就能以一定概率实现未知单量子态的控制传输。 远程态制备这一概念是在量子隐形传输的基础上提出的，它不同于量子隐形传输的地方是发送者知道要制备的量子态。与量子隐形传输相比，远程态制备用的经典资源更少，操作工程更加简洁。本文提出了一个利用部分纠缠的四粒子纠缠态作为信道，通过构造一组正交基并进行适当的幺正变换来实现一个二粒子态的远程制备方案。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章量子信息基础理论

§1.1量子信息学中的量子力学基础

§1.2量子操作

§1.3量子通信

§1.4量子计算

第二章可控的量子密集编码

§2.1量子密集编码的进展

§2.2可控的量子密集编码

第三章未知单量子态的传输

§3.1量子测量

§3.2量子隐形传输的进展

§3.3未知单量子态的传输

第四章二粒子态的远程制备

§4.1远程态的制备

§4.2二粒子态的远程制备

第五章总结与讨论

参考文献

攻读硕士学位期间发表和完成的论文

致谢