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.     

非最大纠缠GHZ态的受控量子隐形传态

提出2种方案来完成非最大纠缠GHZ态的受控量子隐形传态,2种方案的信道分别为非最大纠缠EPR对和GHZ态的复合以及非最大纠缠EPR对和W态的复合.为提高隐形传态的安全性和可控性,2种方案中发送者和接收者之间都没有直接的量子纠缠信道,发送者需要向控制者提出申请,控制者同意后进行Bell基测量,从而使发送者和接收者之间建立量子纠缠信道.随后,发送者进行Bell基测量和von-Neumann测量.接收者根据控制者和发送者的测量结果进行幺正变换,完成隐形传态.     

四粒子纠缠W态的概率隐形传输

提出利用2个二粒子部分纠缠态作为量子信道,实现四粒子纠缠W态的概率隐形传输方案.发送者做3次幺正变换和2次Bell基测量,然后接收者通过引入辅助粒子并做适当的幺正变换,就能以一定的概率完成四粒子纠缠W态的隐形传输.     

运用双通道实现任意两粒子量子态的传送

提出了一种利用非最大纠缠EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)态和非最大纠缠GHZ(Greenberger-HorneZeilinger)态作为量子通道概率传送任意两粒子纠缠态的方案.经过贝尔态测量和Hadamard测量后,发送者将测量结果告知接收者,接收者需要引入一个辅助粒子,然后对他所拥有的粒子做形式唯一的联合幺正变换,再做一个简单的相对幺正变换调整符号,就可以概率实现纠缠态的隐形传送,通过数值计算,可以得出传态成功的概率.最后利用基本量子门电路,构建了实现任意两粒子纠缠态概率传送的量子逻辑电路.     

2种量子测量方案对非最大纠缠相干态隐形传态平均保真度的影响

在纠缠相干态的隐形传态过程中,使用双模光子数测量和奇偶态测量2种粒子数测量方案,得到的平均保真度存在较大差异.据此对使用非最大纠缠相干态作为量子信道时,2种测量方法得到的平均保真度进行了对比.结果显示:相较于双光子数测量,用奇偶态粒子数测量方案时,隐形传态的平均保重度有了较大提高.     

在单模真空场中利用纠缠GHZ态制备纠缠W态

提出在单模真空场中利用纠缠GHZ态制备纠缠W态方案.3个原子(1,2,3)之间初始为纠缠GHZ态,原子1远离单模真空场,而原子2和原子3进入单模真空场与场相互作用.在原子间耦合量适当时,通过控制单模真空场与原子2和原子3的相互作用时间,对原子1的状态进行测量,制备出理想纠缠W态.     

利用非最大纠缠态的量子信息隐藏方案

为保证信息安全,提出了一种利用非最大纠缠态的量子信息隐藏方案.该方案建立在双粒子量子系统纠缠态的非定域性质的基础上,信息被编码于双粒子系统的整体态,然后,这两个粒子分配给两个人,他们只允许做定域操作而且彼此之间只能交换经典信息.这样,信息就被隐藏起来.相对于使用最大纠缠态的方案,该方案更容易实现.研究结果证明:该方案可以被用于网络上保存秘密信息.     

原子腔场系统中弱相干态的几率传送

提出了一个用原子与腔场纠缠态作为量子信道,非贝尔态测量和腔量子电动力学技术实现弱相干态的隐形传送的方案,分析了平均光子数对传送相干态的影响,发现平均光子数在0.25附近时效果最佳.该方案的最大优点是在某种程度上可以避免退相干现象.     

非最大量子纠缠信道的量子态传送——在腔QED系统中利用非最大三粒子纠缠GHZ态传送未知原子态

讨论在腔QED中如何利用非最大三粒子纠缠GHZ态实现未知单原子态、两原子纠缠态的概率隐形传送.在量子态传送过程中需要引入一个辅助粒子以解决使用非最大纠缠量子信道导致的态畸变问题.本方案在两原子与腔相互作用的整个过程中,由于经典场同时对两原子进行驱动,量子态的演化不依赖于腔场的态,因而不受腔泄漏和热腔场的影响.     

基于线性光学系统的W态融合研究进展

大尺度纠缠W态是量子信息处理的重要资源,拓展和融合方案是制备大尺度W态的有效方案.与拓展方案相比,融合方案更加高效,可一次性融合两个大尺度的W态而得到一个更大尺度的W态.简要综述几种W态融合方案,并着重阐述弱交叉克尔非线性系统和量子点-微腔耦合系统中不借助受控门的W态融合方案及其物理原理,最后给出总结与展望.     

任意三粒子态的概率隐形传输

给出了1个任意三粒子态的概率隐形传输方案.信道由1个二粒子部分纠缠态,1个三粒子部分纠缠GHZ态和1个三粒子部分纠缠W态组成.发送者作3次Bell基测量,然后接收者在第3方的帮助下(执行Hadamard操作和简单测量)引入合适的么正变换,就可以使1个任意三粒子态以确定的概率成功地由发送者传给接收者.成功的概率是由3个部分纠缠态的最小的系数决定的.     

玻色-爱因斯坦凝聚态间的光学介导纠缠

着重研究了一种在玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose-Einstein Condensate,BEC)之间产生光学介导纠缠的方案.该方案使用量子非破坏性哈密顿量,并将BEC置于马赫-曾德(Mach-Zehnder)构型中.结果表明,通过对光进行测量,可以诱导产生纠缠态.还特别分析了纠缠态在退相干作用下的效应.研究表明,该纠缠态的行为表现对于原子与光的作用时间较为敏感:当相互作用时间■时,该纠缠态相对稳定;当相互作用时间■时,该纠缠态则相对脆弱.     

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.     

通过原子与腔场的非共振相互作用转移原子纠缠态

提出一个方案用于转移双原子纠缠态和W态.方案基于2个原子同时与一个单模腔场非共振相互作用的模型.转移过程中,原子与腔场之间不交换量子信息.腔场仅仅是被虚激发,所以方案对腔的品质因子的要求大大降低.不需要做任何测量,原子纠缠态可以直接转移给接收方的原子,成功几率为100%.     

广义GHZ态的制备和非定域性的测量

我们用参量下转换的方法,合理设计实验方案,制备了广义GHZ（Greenberger-Horne-Zeilinger）三体偏振纠缠态,测量了所制备状态的密度矩阵,并通过密度矩阵计算出了状态相对于目标态的保真度.实验制备出了保真度达0.85左右的高保真三体纠缠态.测量了GGHZ（generalized GHZ）纠缠态的Bell-Mermin算符期望值,得到了和理论计算一致的测量结果.结果表明,量子态非定域特性与体系的纠缠程度密切相关,这说明制备GGHZ纠缠态的方案和非定域特性的测量方法是可行的.     

基于重复使用纠缠W态的量子秘密分享

提出了重复使用纠缠W态的量子秘密分享方案.在该方案中,发送方和接受方之间的纠缠W态作为载体,发送方将数据比特与这一载体产生纠缠,再由接受方解除纠缠而最终获得秘密消息.所有这些都由一些简单逻辑门来完成.研究结果表明,窃取或联手欺骗成功的可能性都非常小.     

利用光子纠缠混合态实现Bell不等式检验

Bell不等式的违背是量子非局域关联存在的重要证据之一.利用各种纠缠源,人们已经在多个实验中实现了这种违背的验证.然而,最优的违背（即Cirel’son极限）仍未能在实验上达到.针对其中的两种可能的原因：所使用纠缠源的纠缠度难以达到最大纠缠或者所选取的测量基并非是最优测量基;本文利用商用光子纠缠源在实验上探索这一问题的可能解决方案.我们首先在实验上验证了,基于通常两体光子纠缠纯态假定所选取的测量基并不能得到Bell不等式的最佳违背.利用量子态层析技术,我们重构了该商用纠缠光子态的密度矩阵,并证实了实验中所用的纠缠光源是一个混合纠缠态.据此,我们对测量基进行了优化,明显地提高了Bell不等式的违背程度.     

量子纠缠和量子操作

对量子纠缠和量子操作作了介绍, 考察了两比特量子纠缠态和量子操作的应用及它们之间的关系. 具体包括: 用非最大纠缠纯态来实现任意量子态的确定性远程制备; 用纠缠态来实现用于分布式量子计算的非定域门操作; 讨论了量子操作的纠缠能力; 讨论了两量子比特门的构造. 这些结果有助于理解量子纠缠和量子操作这些量子信息处理中的资源.     

量子纠缠和量子操作

对量子纠缠和量子操作作了介绍, 考察了两比特量子纠缠态和量子操作的应用及它们之间的关系. 具体包括: 用非最大纠缠纯态来实现任意量子态的确定性远程制备; 用纠缠态来实现用于分布式量子计算的非定域门操作; 讨论了量子操作的纠缠能力; 讨论了两量子比特门的构造. 这些结果有助于理解量子纠缠和量子操作这些量子信息处理中的资源.     

含能流的各向同性XY链中的基态纠缠

分析了含能流的横磁场三比特各向同性XY自旋链的基态纠缠.发现随着外磁场的变化,系统会发生量子相变.以三比特系统为例给出有效哈密顿量的能谱,讨论了体系基态纠缠随λ的变化.当λ＜3/3时,在相变点处基态由W态跳跃到非纠缠态,此时自旋链中没有能量流动.当3/3≤λ≤3时,在能级交错点处发生量子相变,体系由非能流相进入能流相,同时基态由W态ф1跳跃到另一W态ф5;此时,由于能流的影响,使得基态保持在W态,而不再处于非纠缠态;并且随着λ的增大,系统将在更大范围内处于能流相.当λ＞3时,基态波函数表示为ф5,系统完全处于能流相.