基于真9-qubit纠缠态实现受控双向量子隐形传态

最近,基于多方纠缠态的双向受控隐形传态受到广泛关注,多个基于五方纠缠态、六方纠缠态、七方纠缠态的双向受控隐形传态方案相继被提出.本文研究了真9-qubit纠缠态对于双向受控隐形传态的有用性,提出了两个基于真9-qubit纠缠态的双向受控隐形传态方案:一个方案实现一方传输未知的任意单qubit态而另一方传输未知的任意3-qubit态;另一个方案实现双方分别传输一个未知的任意2-qubit态.与其他基于多方纠缠态的方案相比,我们的方案其信道容量更大,一次能够双向共传输4个任意的qubit态,其通信效率也更高,而且使用的真9-qubit纠缠态易于通过Hadamard门以及受控非门等简单的量子门电路实现.     

量子纠缠态及可分离态判据

由信息熵理论结合量子力学态矢的特性，提出独立态矢的概念，给出了多粒子量子位纯态纠缠的新定义，指出量子纠缠态实质上是独立态矢的叠加，并进一步给出自旋为1／2的二、四量子位体系纯态的非纠缠态判据。其计算方法简单，物理意义明确。     

量子纠缠控制的核磁共振实验演示

量子纠缠在量子信息领域中有着极重要的应用,是当前人们研究的热门课题之一[1-2].量子纠缠控制是一种量子相干控制,即系统的量子力学进程在我们的控制之下,并使之产生期望的结果[3-4].我们在一个3量子位的核磁共振量子计算机实现了2个方面量子纠缠控制:纠缠互换与存储.我们使用赝纯态作为系统的初始状态.通过赝纯态,系统的微观性质可用宏观信号表述出来.     

磁场作用下海森堡模型的热纠缠传态

研究了均匀磁场作用下的两量子比特XXZ海森堡模型的热纠缠,并且以此热纠缠混合态作为量子信道传输两量子比特的纠缠纯态.计算出输出态的纠缠度和传态的平均保真度.讨论了温度、磁场、各向异性参数对纠缠度和平均保真度的影响.     

量子可控离物传态研究进展

简单的介绍了量子离物传态和量子可控离物传态研究进展,以一个基于纯纠缠态的任意d维量子可控离物传态模型为实例,介绍了一个量子可控离物传态模型.     

利用Peres判据测量混合态量子系统的纠缠

量子纠缠是量子信息和量子计算的关键资源,研究初态为混合态的电荷量子比特与单模量子化光场之间的纠缠,根据Peres的可分离态的密度矩阵部分转置正定(PPT)判据,测量系统的纠缠并观察初态的混合度λ和失谐量Δ对系统纠缠随时间演化的影响.     

多量子比特纯态纠缠刻画研究的一些进展

对多量子比特纯态纠缠刻画研究的一些进展作了介绍．首先介绍了三量子比特纯态情形对称正则形式的特点和LU多项式不变量与随机LOCC分类的关系．随后对多量子比特纯态的分类和纠缠的度量作了一些讨论，并指出紧致相对熵纠缠度不具有LU不变性以及Wei的几何纠缠度的不足．     

量子关联研究综述

由EPR佯谬,薛定谔“猫态”等超越直观的纯量子现象产生的量子纠缠理论从其概念提出以来一直被人们认为既是量子理论最为重要的概念之一,也是在量子通讯中实现“稠密编码”和“隐形传态”的关键。然而,最近研究结果显示,量子纠缠并不能够完全解释量子关联所有特性。人们发现,除了纠缠以外,还存在对量子信息和量子计算具有极其重要意义的其它非经典关联,如量子失协是一个纯量子比特确定性量子计算机具有计算效率的原因。这说明,量子失协完全可以成为量子计算新的一种资源。文章介绍了非经典关联（包括量子纠缠）的基本概念及其度量方法,对量子失协在各类模型中表现出的量子关联特性进行分析和与量子纠缠,经典关联比较,从而体现出在各类量子体系中对量子失协进行研究的意义,同时引导理论和实验研究者去研究量子失协的潜在研究价值。     

关于纠缠纯态研究的新进展

对近来多粒子纯态的度量和分类方法研究的最新进展进行了总结．详细讨论了新纠缠度的定义，该定义可方便地用于判别一个量子纯态是否为纠缠态，并定量地解决了纯态纠缠的度量问题。     

利用纯的高维两粒子纠缠态实现量子密集编码

提出一种利用纯的高维两粒子纠缠态实现概率量子密集编码的方案。首先 ,讨论操纵纯的三维纠缠粒子对实现传送至多 2trits信息的量子密集编码方法 ,然后 ,将该方法推广到高维纠缠粒子对的情形     

n-粒子赤道态的受控远程制备

为了解决多量子态的制备问题,首先提出一种构造2n+1-量子纠缠态的方法,并给出其量子线路图。其次,采用2n+1-量子纠缠态为信道,出来远程制备一个任意n-量子赤道纠缠态的方案。该方案在控制者Charlie的协助下,Alice通过多量子投影测量和经典通信,Bob采用简单酉变换就能以100%的概率成功重构任意n-量子赤道态。进一步,通过任意二量子态和任意三量子态的制备的具体实例,说明了上述关于一般多量子赤道纠缠态远程制备协议是可行的。     

利用部分纠缠的量子信道确定性地实现N→1和1→N的受控量子远程旋转

提出利用部分纠缠的量子信道确定性地实现多个发送者1个接受者和1个发送者多个接受者的受控量子远程旋转方案.首先考虑利用两个(N?M?1)粒子部分纠缠的Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态确定性地实现N个发送者在M个监控者的控制下确定性地将她们的旋转分别传给远处接受者的操作(N→1).然后考虑在一个(2K?M?1)粒子部分纠缠的Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)-GHZ态或K个(M+2)粒子部分纠缠的GHZ态辅助下,发送者随意地将她的旋转分为N份(NK)并在M个监控者的控制下确定性地将它们分别传给远处N个接受者的操作(1→N).方案中,量子旋转的发送者或接受者或监控者的正定算符值测量(POVM)起着关键作用,我们给出了它们的数学表式.值得注意的是,用非理想的量子信道可确定性地实现N→1或1→N的量子远程旋转.这些方案可用于量子秘密共享,量子选举等,它们具极强的保密性.     

Generation of three-qubit entangled states using superconducting phase qubits

Entanglement is one of the key resources required for quantum computation, so the experimental creation and measurement of entangled states is of crucial importance for various physical implementations of quantum computers. In superconducting devices, two-qubit entangled states have been demonstrated and used to show violations of Bell's inequality and to implement simple quantum algorithms. Unlike the two-qubit case, where all maximally entangled two-qubit states are equivalent up to local changes of basis, three qubits can be entangled in two fundamentally different ways. These are typified by the states |GHZ>= (|000+?|111>)/ sqrt [2] and |W>= (|001>?+?|010>?+?|100>)/ sqrt [3]. Here we demonstrate the operation of three coupled superconducting phase qubits and use them to create and measure |GHZ> and |W>states. The states are fully characterized using quantum state tomography and are shown to satisfy entanglement witnesses, confirming that they are indeed examples of three-qubit entanglement and are not separable into mixtures of two-qubit entanglement.     

Entanglement purification for quantum communication

The distribution of entangled states between distant locations will be essential for the future large-scale realization of quantum communication schemes such as quantum cryptography and quantum teleportation. Because of unavoidable noise in the quantum communication channel, the entanglement between two particles is more and more degraded the further they propagate. Entanglement purification is thus essential to distil highly entangled states from less entangled ones. Existing general purification protocols are based on the quantum controlled-NOT (CNOT) or similar quantum logic operations, which are very difficult to implement experimentally. Present realizations of CNOT gates are much too imperfect to be useful for long-distance quantum communication. Here we present a scheme for the entanglement purification of general mixed entangled states, which achieves 50 per cent of the success probability of schemes based on the CNOT operation, but requires only simple linear optical elements. Because the perfection of such elements is very high, the local operations necessary for purification can be performed with the required precision. Our procedure is within the reach of current technology, and should significantly simplify the implementation of long-distance quantum communication.     

施密特分解的三粒子态的概率隐形传输

提出了当量子信道为非最大纠缠态时的施密特分解的三粒子态的概率隐形传输,通过引入辅助粒子和进行联合么正变换,隐形传输以一定概率实现.     

四粒子簇态实现两比特量子态分享的QED方案

提出了一种利用4-qubit簇态（Cluster）实现两比特量子态分享的QED方案,因为只需要对粒子的直积测量,从而避免了对粒子的联合Bell测量并使测量过程变得直接、方便和易于探测,授权者可以通过简单的对粒子的局域操作得以恢复传输的量子态。     

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。     

Creation of a six-atom 'Schrödinger cat' state

Among the classes of highly entangled states of multiple quantum systems, the so-called 'Schr?dinger cat' states are particularly useful. Cat states are equal superpositions of two maximally different quantum states. They are a fundamental resource in fault-tolerant quantum computing and quantum communication, where they can enable protocols such as open-destination teleportation and secret sharing. They play a role in fundamental tests of quantum mechanics and enable improved signal-to-noise ratios in interferometry. Cat states are very sensitive to decoherence, and as a result their preparation is challenging and can serve as a demonstration of good quantum control. Here we report the creation of cat states of up to six atomic qubits. Each qubit's state space is defined by two hyperfine ground states of a beryllium ion; the cat state corresponds to an entangled equal superposition of all the atoms in one hyperfine state and all atoms in the other hyperfine state. In our experiments, the cat states are prepared in a three-step process, irrespective of the number of entangled atoms. Together with entangled states of a different class created in Innsbruck, this work represents the current state-of-the-art for large entangled states in any qubit system.     

任意两粒子态的概率隐形传输

利用部分纠缠的两粒子纠缠态及部分纠缠的三粒子W态作为量子信道,提出了对任意的两粒子态的概率隐形传态方案,其最大传输概率为2/3.     

—类5X5的可分量子态的可分表示(英)简

研究了一类 5×5 的两体量子态,
证明其可分的充分必要条件是它的部分转置矩阵为半正定矩阵~(PPT),
并且构造出了这类可分态的一种可分分解表示. 用此方法,
可判别一类量子态是否纠缠.