GHZ态

摘要： 量子纠缠是实现量子信息处理任务的重要资源,一些在经典领域中无法实现的任务,可以借助量子纠缠来完成.然而,纠缠态在噪声的作用下会发生退相干,进而变成非最大纠缠态或混态,不再能完成预定任务.纠缠浓缩是从非最大纠缠态中提取最大纠缠态的过程.我们提出两个非最大纠缠Bell态纠缠浓缩方案,一个是未知系数非最大纠缠Bell态纠缠浓缩方案,另一个是已知系数非最大纠缠Bell态纠缠浓缩方案.方案中利用量子点微腔耦合系统来实现光子与光子之间的非线性相互作用,进而可以通过分级浓缩的方法提高浓缩方案的成功概率.两个方案都可以推广为多光子非最大纠缠GHZ态的纠缠浓缩.

摘要： 随着量子计算、量子通信等技术不断取得突破,基于量子信息技术的投票方案持续涌现。现有量子投票方案在经过多年的发展后,已经取得了一系列实践性的结果。本文设计了一种基于N粒子GHZ态的量子匿名投票协议,该协议可保证特定应用场景下投票方案的匿名性,保障投票者既能真实表达投票意愿又不会泄露个人信息。最后,利用本源量子计算云平台对协议过程进行模拟,得到不同条件下的计票结果,验证了该协议的正确性与有效性。

摘要： 基于GHZ态粒子与单光子的结合,提出一种量子安全直接通信协议。该协议中Alice先将信息编码,然后将所有GHZ态粒子分为S_(1),S_(2)和S_(3)三部分。Alice先将S_(1)发给Bob并对信道安全性做检测,再将S_(2)和单光子S_(S)混合,经顺序重排和添加诱骗粒子后发给Bob并做安全检测,再将S_(3)和S_(S)混合并重复上述操作,最后由Bob测量并解码。该协议可省去复杂的酉运算,简化协议实现过程,并且顺序重排和诱骗粒子的结合确保了协议的安全性。此外,单光子和GHZ态的混合使得在一个量子态上加载了4 bits的经典信息,极大地增加了编码容量,提高了传输效率。

摘要： 研究量子混合态的相干鲁棒性问题。首先,引入量子态的相干鲁棒性理论,提出可测量的最优相干见证者模型;然后,以格林伯格-霍恩-塞林格(Greenberger-Horne-Zeilinger, GHZ)态和W态在白噪声中混合态的密度矩阵为基础,运用泡利矩阵对混合态进行重构,得到一组特性系数和相干见证算符;最后,根据最优相干见证者实现对混合态相干鲁棒性的计算。研究结果表明,任意N量子比特噪声GHZ-W态(噪声中GHZ态和W态混合态)的相干鲁棒性和l-范数相干度量结果一致。

摘要： 在用户与用户进行量子密钥分发时,随着用户数量的增加,用户之间需要建立大量的量子传输信道.针对减少量子传输信道数量问题进行了研究,设计了一种基于GHZ态的量子密钥分发协议.该协议由第三方进行粒子分配,利用三粒子GHZ态在Z基和X基下具有不同的表示特性作为密钥分发的关键点来实现密钥分发,大大减少了量子信道的数量.经过安全性分析表明协议能抵御截获重发攻击、中间人攻击和纠缠攻击,而作为第三方可以是不可信的.%As the number of users increases,between users need to set up a large number of quantum transmission channel when the quantum key is distributed.Based on the problem of reducing the number of quantum transmission channels,this paper proposed a quantum key distribution protocol based on GHZ state.The protocol did the particle distribution by the third party.By using three-particle GHZ states under the Z and X had the characteristics of different repre~ntations as a key point to realize key distribution,greatly reduced the number of the quantum channel.Through security analysis,this protocol can resist intercepted retransmission attacks,man-in-the-middle attacks,and entangled attacks,and can be untrusted as a third part.

摘要： 量子度量学是研究量子测量与统计推断的一门学科,主要利用量子手段来提高参数估计的精度,在量子信息处理与测量中起到关键作用.量子参数估计的一般过程包含四个步骤:探针态的制备、参数化过程、对参数化后的输出态进行测量以及根据测量结果估计待测参数.其中探针态的选取对测量精度起着至关重要的作用.然而在实际的量子探针态的制备过程中,初始探针态会受到环境噪声的影响.目前人们已经研究了W态与Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态的量子Fisher信息(QFI)在典型噪声通道下的变化行为.由于W态与GHZ态有着不同的纠缠性质,对于W态与GHZ态的叠加态的QFI动力学研究具有重要的实际意义.故此,本文主要研究典型噪声通道对这两种状态的叠加态的QFI动力学行为的影响,得出了QFI随噪声参数的变化行为.结果表明,叠加态中W态组分可明显对抗相位阻尼噪声对探针态的QFI的影响,而其中的GHZ态组分可明显对抗振幅阻尼噪声的影响,从而为在实际环境中选取高精度的参数估计过程提供参考.

摘要： 考虑三个二能级原子(A、B和C)初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化.结果表明:选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征.

摘要： 考虑三个二能级原子(A、B和C)初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化.结果表明:选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征.

摘要： 考虑三个二能级原子(A、B和C)初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化.结果表明:选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征.

摘要： 考虑三个二能级原子(A、B和C)初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化.结果表明:选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征.

摘要： 考虑三个二能级原子(A、B和C)初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化.结果表明:选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征.

摘要： 考虑三个二能级原子(A、B和C)初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化.结果表明:选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征.

摘要： 考虑三个二能级原子(A、B和C)初始处于W纠缠态或GHZ纠缠态,让其中两原子A和B与相干态光场发生共振作用,经腔QED演化以后,对腔内原子进行Bell基测量,通过调节相干态光场的强度和原子间的偶极-偶极相互作用强度,控制腔外C原子的布居差演化.结果表明:选择不同的初态以及在同一初态下进行不同的测量,光场的强度和原子间偶极作用强度对腔外原子布居差的演化特性有着不同的影响,增大光场的强度和原子间的偶极相互作用强度,都能使腔外原子布居差的演化呈现出明显的崩塌-回复现象和Rabi频率增大及回复周期变长等特征.

摘要： 一种新的三方通信的量子安全直接通信协议被提出。该方案以GHZ态作为信息载体，利用CNOT门进行编码，不需要传输载有秘密消息的量子比特，通过本地测量和经典通信能够实现两方同时向第三方传递秘密消息。在理想信道下，协议对于非相干攻击是安全的。方案的优点在于不用在量子信道中传输带有秘密消息的量子比特和能够实现两方同时跟第三方通信。

摘要： 一种新的三方通信的量子安全直接通信协议被提出。该方案以GHZ态作为信息载体，利用CNOT门进行编码，不需要传输载有秘密消息的量子比特，通过本地测量和经典通信能够实现两方同时向第三方传递秘密消息。在理想信道下，协议对于非相干攻击是安全的。方案的优点在于不用在量子信道中传输带有秘密消息的量子比特和能够实现两方同时跟第三方通信。

摘要： 一种新的三方通信的量子安全直接通信协议被提出。该方案以GHZ态作为信息载体，利用CNOT门进行编码，不需要传输载有秘密消息的量子比特，通过本地测量和经典通信能够实现两方同时向第三方传递秘密消息。在理想信道下，协议对于非相干攻击是安全的。方案的优点在于不用在量子信道中传输带有秘密消息的量子比特和能够实现两方同时跟第三方通信。

摘要： 本发明公开了一种基于GHZ态和Bell态的长距离远程量子态制备方法，包括以下步骤：构建量子纠缠信道资源；将每个方向的Bell链同时进行测量操作，并根据测量操作的结果对远端节点进行相应的幺正操作，获取远端节点粒子的态分布；分别对两个远端节点处的粒子进行幅值测量和相位测量，并将测量结果告知其它远端节点，其它远端节点根据测量结果进行幺正操作得到目标态。其借助本地节点的GHZ信道和中间节点间的Bell链克服远距离量子态制备中距离的限制，远端节点最终形成了态制备所需的量子信道，从而实现对目标节点Cn的单粒子任意态制备。

摘要： 本发明公开了一种基于非最大纠缠GHZ信道的单粒子态远程制备方法，接收方节点和发送方节点共享非最大纠缠GHZ信道，远程设有辅助节点，发送方节点与辅助节点共享Bell对，当发送方节点能力有限、不能引入辅助粒子进行信道调制时，将信道调制转移到远程的辅助节点处进行，实现对接收方节点的单粒子态远程制备。本发明通过应用非最大纠缠GHZ信道和量子远程态制备方法建立量子信道，满足构建复杂量子通信网络的要求；通过在远程辅助节点处进行信道调制，解决了源节点测量能力有限而不能引入辅助粒子进行信道调制的问题，操作简单且易于实现。

摘要： 本发明公开了一种基于非最大纠缠Bell态制备GHZ态的优化方法。该方法中Alice和Bob共享一个非最大纠缠Bell信道，Alice根据待制备GHZ态的形式给Bob制备一个n比特的GHZ态，Alice通过引入辅助粒子并执行CNOT操作后分别进行幅度测量和相位测量，Bob根据测量结果执行相应的操作恢复目标等价态，Bob引入(n‑1)个辅助粒子并执行CNOT操作获得目标等价态。本发明的有益效果：1、发送方和接收方之间仅用一个非最大纠缠Bell信道完成了目标GHZ态的制备，不仅提高了制备效率，也大大减少了资源的消耗。2、本发明采用的所有测量方式为单比特测量，极大地减少了具体操作难度。3、本发明可以针对非最大纠缠Bell信道，使制备任意比特的GHZ态更一般化。

摘要： 本发明涉及一种基于GHZ态的联合远程制备M比特W态的方法，为了实现利用最少的量子信道资源而设计，本发明包括：两位发送者Alice、Bob，一位接收者Charlie远程制备M比特W态，三方只需共享个GHZ信道，发送者Alice根据W态的幅度信息，对量子通信信道进行预处理；两发送者Alice、Bob分别根据各自待制备W态的部分相位信息构造相应的测量基，对各自拥有的粒子进行测量，将测量结果发送给接收者Charlie；接收者Charlie根据两发送者Alice、Bob的测量结果，对手中的粒子进行幺正操作，获得与目标W态对应的中间量子态；接收者Charlie引入辅助粒子，并执行相应的置换操作，恢复目标M比特W态。本发明不仅可以避免信息泄露，并有效地减少量子资源的消耗。

摘要： 本申请公开了一种基于GHZ态和Bell态的不对称容量的量子对话方法，基于GHZ态和Bell态的不对称容量的量子对话方法同时利用Bell态和GHZ态进行量子通信，因此可以在一轮量子通信过程中实现一方三比特秘密信息，另一方两比特秘密信息的不对称容量的量子通信过程。并且在整个通信过程中只需要通过经典信道进行一次测量后的第一编码信息和测量后的第二编码信息的公布，从而降低了通信过程中的信息泄漏可能。进一步的，在通信过程中不需要第一通信方和第二通信方真正的将第一秘密信息和第二秘密信息通过量子信息传送给对方，从而大大提高了基于GHZ态和Bell态的不对称容量的量子对话方法的保密性。

摘要： 本发明公开了一种基于GHZ态和Bell态的长距离远程量子态制备方法，包括以下步骤：构建量子纠缠信道资源；将每个方向的Bell链同时进行测量操作，并根据测量操作的结果对远端节点进行相应的幺正操作，获取远端节点粒子的态分布；分别对两个远端节点处的粒子进行幅值测量和相位测量，并将测量结果告知其它远端节点，其它远端节点根据测量结果进行幺正操作得到目标态。其借助本地节点的GHZ信道和中间节点间的Bell链克服远距离量子态制备中距离的限制，远端节点最终形成了态制备所需的量子信道，从而实现对目标节点Cn的单粒子任意态制备。

摘要： 本发明设计一种噪声环境下四量子比特W态和GHZ态混合态三体可分离的方法，从充分性和必要性两方面对可分离性进行考虑。由于构造纠缠见证者的方法可以判断出纠缠(本发明中所说的纠缠态均指的是三体不可分离态)的下界，本发明把它当作准则的必要条件来使用。在充分条件的推导中本发明采取用带有参数的三体可分离态构造目标态的方法，利用该方法找到可分离态的上界。计算结果表明，在四量子W态和四量子GHZ态情况下，本发明得到的三体可分离噪声容限与纠缠见证者方法下的结果十分接近。而在二者的混合态研究过程中，本发明得到的混合态的三体可分离噪声容限要比单独用纠缠见证者方法得到的结果更加准确。

摘要： 本发明提出一种基于三粒子GHZ纠缠态的单态三方半量子密钥协商方法，实现一个量子方和两个仅拥有有限量子能力的经典方在量子信道上平等地促成一个共享密钥的产生。详细的安全性分析表明，本发明的单态三方半量子密钥协商方法能够抵御来自外部窃听者的几种著名攻击，如特洛伊木马攻击、纠缠‑测量攻击、测量‑重发攻击和截获‑重发攻击，而且还可以抵抗参与者攻击，意味着共享密钥不能由三方的任何非平凡子集完全确定。本发明的单态三方半量子密钥协商方法具有以下优点：(1)只使用一种三粒子GHZ纠缠态作为初始量子资源；(2)不需要在不同的参与方之间预先共享密钥；(3)不需要酉操作或量子纠缠交换。

摘要： 本发明公开了一种基于非最大纠缠Bell态制备GHZ态的优化方法。该方法中Alice和Bob共享一个非最大纠缠Bell信道，Alice根据待制备GHZ态的形式给Bob制备一个n比特的GHZ态，Alice通过引入辅助粒子并执行CNOT操作后分别进行幅度测量和相位测量，Bob根据测量结果执行相应的操作恢复目标等价态，Bob引入(n‑1)个辅助粒子并执行CNOT操作获得目标等价态。本发明的有益效果：1、发送方和接收方之间仅用一个非最大纠缠Bell信道完成了目标GHZ态的制备，不仅提高了制备效率，也大大减少了资源的消耗。2、本发明采用的所有测量方式为单比特测量，极大地减少了具体操作难度。3、本发明可以针对非最大纠缠Bell信道，使制备任意比特的GHZ态更一般化。

摘要： 本发明涉及基于GHZ态的联合远程制备六比特团簇态的方法，两位发送者Alice与Bob远程协助一位接收者Charlie制备目标六比特团簇态，包含四个步骤(1)首先发送者Alice与Bob和接收者Charlie只需共享2个GHZ信道，发送者Alice首先根据团簇态的幅度信息，对量子通信信道进行预处理；(2)发送者Alice与Bob根据待制备团簇态的部分相位信息构造相应的测量基，对其拥有的粒子进行测量，并将测量结果发送给接收者Charlie；(3)接收者Charlie根据发送者Alice和Bob的测量结果，对手中的粒子进行幺正操作，获得与目标团簇态对应的中间量子态；(4)Charlie引入辅助粒子，并执行相应的操作，恢复目标六比特团簇态。本发明中每位发送者只掌握一部分的信息,有效地避免了信息的泄露，具有较好的安全性。