利用环境辅助弱测量实现量子纠缠恢复

摘要

量子信息学是结合量子力学与经典信息科学的一门创新型学科，主要包含量子计算与量子通信。量子信息学的诞生为信息科学的发展提供了崭新的空间。在量子信息领域中，量子纠缠作为一种必不可少的物理资源被广泛地应用。然而在实际的信息传输、处理、储存过程中，由于量子比特与噪声环境之间不可避免的相互作用，导致了量子消相干。正因如此，如何有效地保护量子纠缠态成为了研究的热点。目前，已有许多有效保护纠缠的方法被提出，如无消相干子空间、动力学解耦、量子纠错编码、量子Zeno动力学等。
　　本文基于环境辅助和弱测量反转提出了两量子比特最大纠缠态的纠缠恢复方案。根据量子比特的传输情况，考虑三种不同情况下的纠缠恢复方案:发送一个量子比特、两个量子比特及发送两个量子比特但只对一个比特操作。通过辅助环境与量子态之间的耦合及弱测量反转操作，可以在两个远距离参与者之间概率性地得到高保真度的量子纠缠态。当弱测量反转强度达到最优时，该方案可以概率性地得到最大量子纠缠态。在特殊情况下，甚至无需执行测量反转操作也可以概率性地获得最大量子纠缠态。此外，本文证明了利用环境辅助弱测量方法可以在两个远距离参与者之间实现高保真度的量子隐形传态。

目录

声明

摘要

第一章 绪言

1．1 研究背景

1．2 量子纠缠及其保护

1．3 主要研究内容

第二章 弱测量对消相干的影响

2．1 弱测量简介

2．2 利用线性光学系统实现弱测量

2．3 弱测量的应用

2．4 本章小结

第三章 基于环境辅助弱测量实现量子纠缠态的恢复

3．1 基本方案

3．2 基于环境辅助弱测量实现量子纠缠恢复

3．3 分析和讨论

3．4 本章小结

第四章 基于环境辅助弱测量实现量子隐形传送

4．1 量子隐形传送

4．2 基于环境辅助弱测量实现量子隐形传送

4．3 分析和讨论

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表论文目录