纠缠态

摘要： 量子纠缠态是量子计算与量子通信的重要资源。量子行走中的条件行走操作是非局域算符,导致行走者和硬币之间产生纠缠关联。对于演化操作随时间不变的有序量子行走模型,纠缠关联与系统演化操作、初态以及演化时间都有关。分别计算了这些因素对纠缠熵的影响。计算结果表明当选择合适的演化操作和初态时,经过较少步数就能得到最大纠缠态。所提出理论方案通过在空间不同位置添加相位因子,为实验制备高维纠缠态调控提供了更加易于实现的方法。

摘要： 定位测量一直是人们关注的问题,将量子技术应用于定位任务有望展示出经典定位方案无法达到的优势。目前,已有部分量子雷达方案被提出,展示了科研工作者从量子信息角度对定位测量的新思考。本文总结了部分已有的量子雷达方案,介绍了相关方案的概念和分类,并着重对量子定位、量子照明和三维增强雷达三种方案的基本原理进行论述,同时分析了各方案的优势以及亟待解决的问题。

摘要： 纠缠态量子探测是将量子力学与信息科学相结合,应用在目标探测领域的一种新技术,其在灵敏度、抗干扰能力等方面具有突破传统探测技术的潜力.在雷达探测领域,恒虚警检测是一项具有重要的意义和应用价值的技术.然而,对于纠缠态量子探测系统中恒虚警检测方法的研究还没有展开,本文针对这一问题,提出了一种纠缠态量子探测系统的恒虚警检测方法.该方法通过系统对噪声的实时估计,自适应调整检测门限,使得纠缠态量子探测系统在检测过程中始终保持恒定的虚警概率.仿真结果表明,所提恒虚警检测方法是正确和有效的,能够实现纠缠态量子探测系统的恒虚警检测功能.该方法提升了纠缠态量子探测系统的灵活性和适应性,为量子探测技术进一步走向实用及应用奠定了理论基础.

摘要： 为实现一个未知量子态的隐形传输,首先给出了制备三粒子纠缠态和五粒子纠缠态的方法以及相应制备过程的量子线路图。其次,分别以所构造的三粒子纠缠态和五粒子纠缠态为信息隐形传输的量子通道,提出任意单粒子未知量子态的隐形传态方案和任意二粒子未知量子态的隐形传态方案。前一个方案中在Monitor的控制下,Sender进行Bell基测量和经典通信;后一个方案中,Sender进行四粒子投影测量和经典通信,最后Receiver采用简单的酉变换就可以以100%的概率成功地恢复原始未知量子态。

摘要： 为了实现广义GHZ态的受控量子隐形传态,引入控制者Charlie。Charlie拥有的粒子作为控制粒子起到控制线路是否传输的作用;根据待传量子态的纠缠类型,选择与待传量子态纠缠类型一致的广义GHZ态作为量子信道。同时根据初始态前N+1量子比特的纠缠类型选取合适的联合测量基,最终接收方只需进行一个2阶的幺正变换即可完成任意N量子比特广义GHZ态的传送。这样的受控隐形传输方案具有安全性高和节约量子资源两方面的优势。

摘要： 德国帕德博恩大学和乌尔姆大学研究人员合作,开发出首个可编程光学量子存储器。新技术的工作原理类似于纠缠“装配线”,其中纠缠的光子对会按顺序创建并与存储的光子结合。该研究作为“编辑推荐”发表在《物理评论快报》杂志上。今年,诺贝尔物理学奖颁发给在量子纠缠实验方面具有重要贡献的3名科学家。量子纠缠是指在量子力学中处于纠缠态的两个或多个粒子,即便分开很远距离,有些状态也会表现得像是一个整体。而能包含多个量子粒子的纠缠系统,在实现量子算法方面具有显著优势,这些算法有可能用于通信、数据安全或量子计算。

摘要： 德国帕德博恩大学和乌尔姆大学研究人员合作开发出首个可编程光学量子存储器。新技术的工作原理类似于纠缠“装配线”,其中纠缠的光子对会按顺序创建并与存储的光子结合。该研究作为“编辑推荐”发表在《物理评论快报》杂志上。今年,诺贝尔物理学奖颁发给在量子纠编实验方面具有重要贡献的3名科学家。量子纠编是指在量子力学中处于纠缠态的两个或多个粒子,即便分开很远距离,有些状态也会表现得像是一个整体。而能包含多个量子粒子的纠缠系统,在实现量子算法方面具有显著优势,这些算法有可能用于通信、数据安全或量子计算。

摘要： 近日,中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作,利用高品质的超纠缠源,首次实现11公里远距离量子纠缠纯化,纯化效率比此前国际最好水平提升了6000多倍。量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径,而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作,利用量子纠缠纯化操作可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态。此前的纠缠纯化协议都是利用两对低纠缠度的光子对实现,而中国科学技术大学研究团队与合作者提出仅需一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案。

摘要： 量子伦理提供了重构道德教育理念的新启发.整全性是存在的根本特性,纠缠态是存在的普遍形态,这是量子哲学的两个基本观点.以此为基础,演绎出包容自然万物在内的伦理观、我与他者纠缠存在的生态观及作为反应能力的责任观.在上述量子伦理观的启示下,道德教育应该把全力尽责作为目标、以感恩共存代替爱护自然作为基本的生态伦理立场,充分认识德育测量的复杂性,更新对德育评价结果的解释思路.

摘要： 量子比特量子比特的英文名为quantum bit,简写为qubit或qbit。在量子计算中,作为量子信息单位的是量子比特,量子比特与经典比特相似,只是增加了物理原子的量子特性。量子计算机的物理结构是纠缠态原子自身的有序排列,量子比特在系统中表示状态记忆和纠缠态。量子计算是通过对具有量子算法的量子比特系统进行初始化而实现的,这里的初始化指的是把系统制备成纠缠态的一些先进的物理过程。

摘要： 自发参量下转换(SPDC)过程是一个非线性的光学过程,即一束泵浦光入射到非线性晶体中,被转化为一对姊妹光子对,习惯上称为信号光和闲置光.这一对光子对在能量、动量和极化等方面是关联的.目前常用的SPDC纠缠源大都利用下转光子对的极化纠缠特性而制备的二维极化纠缠态.随着研究的深入,理论和实验均证实了下转光子对还在轨道角动量的自由度上守恒,由于轨道角动量有着无限的维度,这就为制备高维双光子纠缠态提高了依据,介绍了利用SPDC过程制备高维双光子轨道角动量纠缠态的实验进展.

摘要： 本文把基于五粒子纠缠态任意二粒子态离物传态方案[Sreraman Muralidharan,Prasanta K.Panigrahi,Phys.Rev.A 77,032321(2008)]推广到了高维。基于预先共享纠缠信道的非定域关联性，发送方对手中的2N 个粒子进行联合Bell 态测量后，接收方可以重建原来的未知量子态，同时该方案还可以用于实现量子密集编码。

摘要： 本文提出了一个二粒子未知态受控量子隐形传递的方案.在该方案中,以四粒子部分纠缠态作为量子信道,应用其中的一个粒子作为控制粒子.在传递者和控制者进行了一系列的测量之后,根据他们的测量结果,接收者通过做适当的幺正变换和对辅助量子位的测量,就能以一定的概率得到待传递的量子态.

摘要： 量子秘密共享基于量子力学的特性而不是数学难题假设无条件安全地实现对信息的共享,根据分享的信息形式可以分为对量子态的秘密共享和对经典信息的秘密共享,对经典信息的量子秘密共享方案可以分为基于纠缠态的经典信息秘密共享方案和基于非纠缠态的经典信息秘密共享方案。详细介绍了量子秘密共享这3个研究方向的代表性协议和最新的研究进展,并对量子秘密共享的未来发展作了一个展望。

摘要： InAs单量子点物理和器件研究含有丰富的物理内涵和固态单光子发射器件应用的前景。其量子点物理研究方面：单量子点具有类原子特性，是典型的二能级体系，是研究单量子态物理理想的系统。从实验角度，对单量子态、纠缠态的研究有助于对量子力学的理解，以及开发基于基本量子力学原理的器件。对此，笔者开展了InAs单量子点物理和器件方面的研究。

摘要： 提出了一种基于纠缠交换的量子中继方案．该方案利用纠缠态的量子关联特性，通过纠缠制备、纠缠分发、纠缠交换和纠缠纯化，在通信的发送方与接收方之间建立量子纠缠信道，完成量子中继功能．仿真分析表明，量子中继器的性能决定于在通信双方之间成功建立纠缠的概率．

摘要： 一个V 型三能级原子依次多个双模腔，通过原子－腔场相互作用生成多个双模腔场的纠缠，通过对原子的选择性测量，利用波包坍缩性原理即可获得若干双模场的纠缠态。结果表明，只要控制原子与场模的相互作用时间可以最大概率产生最大纠缠。

摘要： 文章研究了一个多原子-腔组成的系统中多量子位真空和单光子叠加态腔场的隐形传送过程，其中包括非纠缠纯态及纠缠态的隐形传送。重点讨论了通过原子与腔场的色散相互作用实现了腔场的非破坏测量，又通过原子与腔场共振相互作用实现腔场态与原子态的交换，最终通过多原子束分布式测量找到了测量原子的状态实现了鉴别多量子位腔场Bell 态的方法；对于隐形传态中的另外两个环节（量子通道的建立；腔场状态的相位变换和"非"变换）采用已有的研究成果并加以推广。该物理模型利用目前的技术是完全可以实现的。

摘要： 量子纠缠处在量子物理核心位置,同时也是量子信息处理的基本资源.从网络或者图的角度研究纠缠的新思想正获得越来越多的关注.关键是如何考虑网络的拓扑结构,这显然超出了量子物理研究者习惯思路.复杂网络上有许多种渝渗现象，拓展到量子网络时，存在一类基于纠缠的渝渗现象。当量子网络的度分布满足幂律时，经典纠缠渝渗策略已经“很好了”（当然还不足够好），在热力学极限下，需要的渝渗的临界量为零。因此无标度网络对于量子网络仍然是一个好的选择。实际的量子网络应该是可扩展的，可以延伸到大尺度空间，接人大量节点。影响量子网络的可扩展性的因素很多，其中，量子网络拓扑结构性质——小世界，有重要影响。在没有纠缠纯化等量子预处理情况下，沿着噪声信道路径通信保真度指数衰减，极大限制了网络的规模。总之，量子网络的性能不仅与底层技术有关，还和量子网络的拓扑结构密切相关。量子网络的拓扑结构是纠缠分发重要组成部分，巧妙地利用网络有助于探索新的纠缠分发技术和量子通信方案，推进量子网络实用化。基于两体纠缠的量子网络能够直观地和复杂网络直接对应，而多体纠缠的量子网络却不同，有可能进一步扩展复杂网络的框架。量子网络上的新现象为更加深入研究纠缠和量子物理开辟了新途径。

摘要： 量子纠缠处在量子物理核心位置,同时也是量子信息处理的基本资源.从网络或者图的角度研究纠缠的新思想正获得越来越多的关注.关键是如何考虑网络的拓扑结构,这显然超出了量子物理研究者习惯思路.复杂网络上有许多种渝渗现象，拓展到量子网络时，存在一类基于纠缠的渝渗现象。当量子网络的度分布满足幂律时，经典纠缠渝渗策略已经“很好了”（当然还不足够好），在热力学极限下，需要的渝渗的临界量为零。因此无标度网络对于量子网络仍然是一个好的选择。实际的量子网络应该是可扩展的，可以延伸到大尺度空间，接人大量节点。影响量子网络的可扩展性的因素很多，其中，量子网络拓扑结构性质——小世界，有重要影响。在没有纠缠纯化等量子预处理情况下，沿着噪声信道路径通信保真度指数衰减，极大限制了网络的规模。总之，量子网络的性能不仅与底层技术有关，还和量子网络的拓扑结构密切相关。量子网络的拓扑结构是纠缠分发重要组成部分，巧妙地利用网络有助于探索新的纠缠分发技术和量子通信方案，推进量子网络实用化。基于两体纠缠的量子网络能够直观地和复杂网络直接对应，而多体纠缠的量子网络却不同，有可能进一步扩展复杂网络的框架。量子网络上的新现象为更加深入研究纠缠和量子物理开辟了新途径。

摘要： 本发明的各个实施例针对一种用于产生极化纠缠的光子的紧凑系统。在本发明的一个实施例中，极化纠缠光子态源包括：单个传输层(912，1112，1312，1500，1600)，其被配置为传输电磁辐射。该传输层包括分束器(902，1102，1302)和下转换设备(904，1104)，它们都被配置为将泵浦束转换为第一和第二信号束以及第一和第二闲频束。该传输层还包括：模式转换器(906，1106，1306)，其被配置为将该第一信号束和该第一闲频束二者的电场分量和磁场分量反转；和组合器(908，1108，1308)，其被配置为接收该第一和第二束以及第一和第二闲频束，并且输出处于纠缠极化态的第一和第二信号束以及第一和第二闲频束。

摘要： 本发明公开了一种基于非最大纠缠团簇态的四粒子团簇态多跳隐形传态方法。源节点Alice与目标节点Bob，通过中间节点的帮助，实现Alice与Bob远距离量子通信。它主要包含四个步骤(1)源节点Alice与目标节点Bob与中间节点共享非最大纠缠cluster态，建立量子纠缠信道；(2)Alice与中间节点对各自手中的粒子对实施CZ操作，对信道进行调制；(3)Alice与中间节点对各自手中的粒子对执行Bell测量并告知测量结果，Alice通过幺正操作与Bob建立直接量子信道；(4)Alice对手中的粒子对执行Bell基测量，Bob通过Alice的测量结果执行一系列幺正操作得到传送的未知量子态。本发明信息传输的效率高并且通过中间节点的帮助可以解决长距离远程量子通信问题，能够满足构建复杂量子通信网络的要求。

摘要： 本发明的各个实施例针对一种用于产生极化纠缠的光子的紧凑系统。在本发明的一个实施例中，极化纠缠光子态源包括：单个传输层(912，1112，1312，1500，1600)，其被配置为传输电磁辐射。该传输层包括分束器(902，1102，1302)和下转换设备(904，1104)，它们都被配置为将泵浦束转换为第一和第二信号束以及第一和第二闲频束。该传输层还包括：模式转换器(906，1106，1306)，其被配置为将该第一信号束和该第一闲频束二者的电场分量和磁场分量反转；和组合器(908，1108，1308)，其被配置为接收该第一和第二束以及第一和第二闲频束，并且输出处于纠缠极化态的第一和第二信号束以及第一和第二闲频束。

摘要： 本发明公开了一种基于非最大纠缠团簇态的四粒子团簇态多跳隐形传态方法。源节点Alice与目标节点Bob，通过中间节点的帮助，实现Alice与Bob远距离量子通信。它主要包含四个步骤(1)源节点Alice与目标节点Bob与中间节点共享非最大纠缠cluster态，建立量子纠缠信道；(2)Alice与中间节点对各自手中的粒子对实施CZ操作，对信道进行调制；(3)Alice与中间节点对各自手中的粒子对执行Bell测量并告知测量结果，Alice通过幺正操作与Bob建立直接量子信道；(4)Alice对手中的粒子对执行Bell基测量，Bob通过Alice的测量结果执行一系列幺正操作得到传送的未知量子态。本发明信息传输的效率高并且通过中间节点的帮助可以解决长距离远程量子通信问题，能够满足构建复杂量子通信网络的要求。

摘要： 本发明提供一种时间—极化超纠缠态的纠缠辅助无噪线性放大方法，所述方法步骤如下：用户2制备一对包含信息数据的时间—极化双光子超纠缠态，并向用户1发送该超纠缠态中的一个光子；用户1制备一对最大纠缠的极化纠缠态，并在这一对极化纠缠态中加入时间纠缠，成最大纠缠的时间—极化超纠缠态，该超纠缠态作为放大系统的辅助态；用户1对进入放大器的信号光子态和辅助态进行一系列操作，由于放大概率不是百分之百，会产生多种输出态，不同的输出态将会导致探测器不同的响应效果；计算，得知不同的探测器响结果对应的输出态，根据探测器响应情况，选择保留需要的态，舍弃不符合条件的态，并根据结果计算方案的成功概率和信号态的保真度。

摘要： 本发明公开了一种基于线性光器件的5粒子量子线性纠缠态的纠缠浓缩方法，包括步骤：纠缠态分发：5个参与方中一个参与方制备1个5粒子量子线性纠缠态，并将其中4个粒子通过量子信道发送给其余4个参与方，每个参与方拥有一个粒子；纠缠态浓缩：根据量子信道特征，5个参与方中4个参与方对自己手中的粒子利用线性光器件执行局域操作；操作完成后，5个参与方共享原始5粒子量子线性纠缠态。本发明仅利用最简单的线性光器件实现5粒子量子线性纠缠态的纠缠浓缩，且成功概率达到最大，过程简单，传输高质量，对量子信息、量子密码很多领域有很大的实用化价值。

摘要： 本发明提供一种基于交叉Kerr非线性原理实现GHZ最大纠缠纯态的纠缠浓缩方法以及系统，利用少纠缠的GHZ纯态(b1a1c1)和单光子辅助态(c2)经过量子非破坏测量(QND)得到偶校验态和奇校验态，光子(a1c2,c1c2)分别作用CNOT门，然后光子(c2)通过极化偏振分束器，在基和进行投影测量，分别得到和对非最大纠缠的态持续执行这个过程，如此反复k轮。本发明随着纠缠浓缩的轮数的增加，成功得到最大纠缠态的概率逐渐增加，而且成功概率较高。

摘要： 本发明涉及纠缠态光子的存储装置、纠缠状态检测装置及方法，该装置包括环状光纤，所述环状光纤向环外伸出一段作为光子输入端，光子以临界角度从光子输入端入射到内层光纤中后，以全反射方式在内层光纤中循环运动，实现对纠缠态光子的存储。纠缠态双光子信号中的本地光子以临界角度从光子输入端入射到内层光纤中，本地光子以全反射方式在内层光纤中循环运动；纠缠态双光子信号中的探测光子遇到目标发生状态改变，引起本地光子的状态改变，本地光子运状态的改变从而从内存光纤溢出至外层光纤，最后从光子输出端输出后被单光子检测器检测，从而确定目标。

摘要： 本发明公开了一种拓扑保护的量子纠缠光源及光子纠缠态生成方法。本发明的量子纠缠光源包括由多个波导谐振环排成二维阵列、马赫曾德尔干涉仪；二维阵列中的波导谐振环称为主环，其中任意两相邻主环之间均通过一个连接环进行倏逝波耦合连接，使得二维阵列满足反常弗洛凯拓扑绝缘体，连接环为波导谐振环；马赫曾德尔干涉仪与二维阵列的边缘上任一主环通过倏逝波耦合连接，用于对输入的泵浦光的分束比和相位进行调制后输入反常弗洛凯拓扑绝缘体，对反常弗洛凯拓扑绝缘体上下两个边界态同时泵浦；其中泵浦光的波长位于反常弗洛凯拓扑绝缘体的拓扑边界态存在的区间内。本发明能够抵抗一定程度的耦合强度误差与相位噪声，保证纠缠态的高保真度与高纯度。

摘要： 本发明提供一种时间—极化超纠缠态的纠缠辅助无噪线性放大方法，所述方法步骤如下：用户2制备一对包含信息数据的时间—极化双光子超纠缠态，并向用户1发送该超纠缠态中的一个光子；用户1制备一对最大纠缠的极化纠缠态，并在这一对极化纠缠态中加入时间纠缠，成最大纠缠的时间—极化超纠缠态，该超纠缠态作为放大系统的辅助态；用户1对进入放大器的信号光子态和辅助态进行一系列操作，由于放大概率不是百分之百，会产生多种输出态，不同的输出态将会导致探测器不同的响应效果；计算，得知不同的探测器响结果对应的输出态，根据探测器响应情况，选择保留需要的态，舍弃不符合条件的态，并根据结果计算方案的成功概率和信号态的保真度。