四粒子团簇态的量子隐形传态

该文以4个二粒子最大纠缠态作为量子信道,研究了Alice将一个未知的四粒子团簇态(clusterstate)传送到远距离的接收者Bob的隐形传态过程.由于四粒子团簇态的特殊性质,接收者Bob只须施行64种可能的局部酉变换便能接收到Alice传送的未知态,从而实现了四粒子团簇态的量子隐形传态.     

任意Bell型纠缠态的双向受控概率隐形传态

提出一种利用非最大纠缠态作为量子信道,实现任意Bell型纠缠态的双向受控概率隐形传态.通信双方Alice、Bob和控制方Charlie事先密享纠缠态构建量子信道.通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的个别粒子做测量,并通过经典信道公布结果,若控制方同意双方通信则对自己的粒子做测量,将结果通过经典信道公布.通信双方根据所有测量的结果对各自粒子做相应的幺正变换,引入辅助粒子完成投影测量或者POVM测量,最后再引入辅助粒子实现双向隐形传态.     

利用POVM测量实现的三粒子纠缠GHZ态概率隐形传输

本文提出了一个概率隐形传输未知三粒子纠缠GHZ态的方案,在传输过程中仅仅需用两对非最大纠缠态EPR作为量子信道,发送者Alice采用了半定算子值测量,以及Bob执行了相应一系列的幺正操作,隐形传输可以以一定概率成功地实现.     

基于GHZ态与cluster态的双向量子操作传送

结合双向隐形传态与量子操作传送,利用GHZ态与cluster态提出2个双向量子操作传送方案.2个方案中,使用Bell基测量和单粒子测量,受控非门操作以及适当酉变换,Alice可以把一个未知的任意单粒子酉操作U_A作用于Bob所在的量子系统,同时,Bob能把一个任意的单粒子酉操作U_B作用在Alice的系统,从而实现操作的双向传递.2个方案都能以概率1成功实现.最后与已有的双向协议进行比较,结果表明所提方案具有一定的优势.     

基于GHZ型态的非对称循环量子隐形传态

提出利用GHZ型态的张量积作为量子信道，实现任意单粒子、Bell态和GHZ态的非对称循环(受控)量子隐形传态的2个方案.在方案1中，3个参与者Alice、Bob及Charlie以9粒子纠缠态为量子信道，Alice、Bob及Charlie对自己粒子进行Bell态、单粒子测量并公布测量结果，三方根据所有测量结果对各自粒子进行相应的幺正变换，即可实现非对称循环量子隐形传态.在方案2中，增加一个控制方David, Alice、Bob、Charlie及控制方David共享12粒子纠缠态为量子信道，在控制方David的作用下，Alice把自己的单粒子态传递给Bob, Bob把自己的Bell态传递给Charlie,同时，Charlie也将自己的GHZ态传递给Alice.仅当David与三方相互合作时，非对称循环受控隐形传态才能实现.     

未知二粒子纠缠态的辅助克隆

提出一个以三粒子GHZ态为量子信道的未知二粒子纠缠态及其正交态的概率克隆方案.此方案中,发送方Alice和接收方Bob对未知态的信息一无所知.首先Alice对他的粒子实施贝尔测量,在得知Alice的测量结果后,通过引入辅助粒子并执行控制非门操作后,Bob可成功地接收未知态.随后在态的制备方Victor的帮助下,Alice以一定的概率获得未知二粒子纠缠态及其正交态的复制.该方案同样适合量子信道是非最大纠缠态的情况.此外,量子纠缠资源和经典信息损耗在该方案中均得到了节省.     

三粒子W纠缠态的概率量子隐形传态

提出一个对未知三粒子W纠缠态的量子隐形传态方案.该方案用一个非最大GHZ纠缠态和一个非最大EPR纠缠态作为量子信道实现对未知经典W纠缠态的概率量子隐形传态和对未知一般W纠缠态受控的概率量子隐形传态.     

基于5粒子团簇态实现2粒子未知态的量子隐形传态

提出了一个决定性的传输2粒子未知态的量子隐形传态方案.在这个方案中,发送者 Alice 和接收者Bob共享一个5粒子团簇态.首先,发送者Alice对自己手中的粒子做一次5粒子von-Neumann联合测量,并把测量的结果通过经典信道告诉接收者 Bob.接受者 Bob 根据发送者 Alice 通知的测量结果,对手中的粒子做相应的幺正变换,就能够获得发送者Alice想要传输的2粒子未知态.     

基于W和W-class态信道的概率性受控隐形传态

提出利用三粒子W和W-class态传送一个未知单粒子态从而实现受控量子隐形传态的方案。发送者Alice通过这种信道在Bob的控制下传送一个未知单粒子态给接受者Charlie。详细讨论了该方案,并给出了成功概率。     

基于4粒子纠缠态的未知3粒子态概率量子隐形传态

使用4粒子纠缠态作为量子信道,在对4粒子纠缠态的纠缠系数方面并没有做确切要求的前提下,完成了未知3粒子纠缠态的隐形传态.在传输过程中,发送方对2对粒子进行Bell测量并公布结果,然后再对4粒子中的一个粒子作Hadamard操作之后,也对其进行测量,且将测量结果通过经典信道公布.接收方引进2个辅助粒子并实施一次控制非操作,再进行一组适当的幺正变换,便可实现未知3粒子纠缠态的概率量子隐形传态.     

基于七粒子最大纠缠态的未知三粒子的两种隐形传态方案

本文利用七粒子最大纠缠态实现了任意三粒子态的一般隐形传态和控制隐形传态.在一般隐形传态过程中,发送者对自己所拥有的粒子执行正交完备基测量,然后将测量结果告诉接收者,接收者对他的粒子执行相应的幺正变换就可以恢复出初始态.在控制隐形传态过程中,发送者对需传送的三粒子与自己手中的粒子分别进行适当的Bell基测量,控制方对手中的粒子进行单比特测量,然后他们将测量结果告诉接收者,接收者对自己拥有的三粒子进行相应的幺正操作就可以恢复出初始态.     

基于6粒子团簇态的可控量子隐形传态

提出利用6粒子团簇态传送1个未知单粒子态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对自己拥有的粒子做1次5粒子von-Neumann测量,控制者对其拥有的粒子作局域测量,接收者在控制者的帮助下对其自己拥有的粒子做相应的幺正变换,即可重新构造出发送者要传送的未知态,完成了可控量子隐形传态,该方案成功的概率为100%.     

基于5粒子纠缠态实现单粒子任意态的量子信息共享

通过对Brown等人介绍的5粒子纠缠态的新应用研究,利用5粒子纠缠态作为量子信道提出了一个单粒子任意态的信息共享方案.首先,发送者对自己拥有的粒子做一次4粒子von-Neumann联合测量.然后,控制者对其拥有的粒子做单粒子测量.接受者根据发送者和控制者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的单粒子任意态.方案成功的概率为100%.     

N粒子纠缠GHZ态的控制性概率传送

提出了一种把N粒子纠缠GHZ态从发送者Alice传送给远方的接收者Bob的控制性隐形传送方案.在传送过程中,N对非最大纠缠EPR态和m粒子GHZ态被选择作为量子通道.发送者Alice先对它所拥有的粒子做贝尔态测量,然后每一位控制者对它们各自所拥有的GHZ态粒子先进行Hadamard变换再做投影测量,之后将它们的最终测量结果通过经典通道告知给接收者Bob,根据接收到的经典信息,Bob通过引入一个辅助粒子并且对它所拥有的粒子做唯一的通用幺正变换,就可以重现原始态.结果显示,传送成功的总概率为2N+1-m∏N k=1|ak|2,任何一个控制者的信息缺失都将导致传送的失败.     

N粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来概率地传输N粒子部分纠缠态的量子控制方案,在该方案中,利用非最大（N＋2）-粒子GHZ态作为量子通道,在发送者进行一次Bell基测量、N-1次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量,控制者实施一次Hadamard门操作及｜0〉和｜1〉基测量之后,接收者根据他们的测量结果,再进行一些适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就实现了N粒子未知量子态的受控传递．该方案是一种基于非最大纠缠态的概率受控的隐形传态方案,并且成功的概率为2｜a｜^2。     

运用扩展的Bell测量实现三粒子任意态的量子隐形传态

提出一种运用扩展的Bell测量实现三粒子任意态的量子隐形传态方案,构建了64种正交的扩展Bell态,运用一个最大纠缠的六粒子量子态作为量子通道,在相互的经典通信和一些相应的单粒子幺正变换的协助下,信息的接受者Bob成功恢复了初始量子态,成功传态的总概率为1．     

用非最大纠缠态实现三粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来几率地传输三粒子部分纠缠态的量子控制方案．在该方案中,选择量子通道中的一个粒子作为控制粒子,发送者进行一次Bell基测量和2次Hadamard门测量;控制者实施一次Hadamard门测量,并将他们的测量结果利用经典信道发给接收者;接收者根据他们的测量结果进行适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就能得到待传的未知量子态．该方案是一种基于非最大纠缠态的几率受控的隐形传态方案,可以应用于远程量子计算、远程量子克隆、量子远程控制等．     

借助于推广Bell态实现两体量子态隐形传态

两比特量子隐形传态的实现直接关系到量子计算机的实现,因此提出一个任意两比特量子态的隐形传态方案,发送者能成功地将此量子态几率地传送给接收者.此方案中,16个推广的非最大纠缠Bell态(简称G态)之一充当量子信道.发送者通过实行推广的Bell态测量(G态测量),接收者通过引入一个辅助粒子并实施适当的么正变换和单粒子测量,能将此任意两比特量子态以一定的几率发送给接收者.此种隐形传态方案的成功几率由量子信道系数绝对值的最小值所决定.

Abstract：

Two-qubit quantum teleportation is closely related to quantum computation, so a teleportation protocol in which an arbitrary bipartite quantum state is perfectly teleported probabilistically from sender to receiver is proposed. One of 16 generalized non-maximally entangled Bell states (G states for simplicity) functions as quantum channel. The teleportation can be successfully realized with a certain probability if sender performs generalized Bell state measurements (G measurements) and receiver introduces an auxiliary particle and operates appropriate unitary transformations and single-qubit measurements. The probability of successful teleportation is determined by the smallest one among the coefficients' absolute values of the quantum channel.