量子纠缠态与量子隐形传态

量子纠缠态是量子力学的精髓.回顾了基于双光子纠缠的量子隐形传态的基本原理、实验主要进展,指出了量子隐形传态的重要特点及其实现的关键技术,分析讨论了对光子偏振态进行幺正变换的试验方案.     

光子相位调制偏振编码/解码量子密钥分发系统

基于B92协议,提出相位调制实现偏振编码/解码的量子密钥分发实验系统方案。通过相位调制可以实现对光子偏振和相位的精确补偿,降低误码率。用算符来描述实验系统中的光学器件,态函数来描述光子的偏振态,算符对态函数的作用反映了光子偏振态的变化,便于理解光子偏振态的演化。这种编码的方案具有传输距离大和编码效率高的特点,而且经济、实用。     

基于可控量子隐形传态的代理签名方案

提出了一种量子代理签名方案.基于可控量子隐形传态,采用3粒子纠缠态作为量子信道,不同于经典的基于计算复杂性的代理签名方案,本方案利用量子隐形传态的物理特性来实现签名及验证,具有无条件安全性.     

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.     

用三比特海森堡XXZ自旋环实现量子隐形传态

文章主要研究固有退相干对以三比特海森堡XXX自旋链为量子信道进行隐形传态的影响.通过平均保真度的解析表达式分析了不同参数对量子隐形传态的作用,均匀磁场B对隐形传态起积极作用.在这个模型中实现隐形传态的要求不是那么严格,只有B≤J和J取较大的值,AF处在经典情况.B和J取其它数值时,平均保真度符合于我们所期望的结果.     

量子隐形传态的研究进展

量子隐形传态是量子信息理论的重要组成部分,也是量子计算的基础.文章中简单介绍了量子隐形传态的基本原理、理论和实验方案以及现阶段研究的最新进展,并且提出了进一步研究所需要解决的重要课题.     

中科大实现光子比特与原子比特间的量子态隐形传输

中国科技大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟研究小组在国际上首次实验实现了光子比特与原子比特之间的量子态隐形传输。光子是量子通信中最好的信息载体,但却难以存储;而原子态可用来存储量子态。在不破坏其量子特性的情况下,将飞行（光）量子比特所载信息传送到静止（原子）量子比特上．并在需要时成功读取原子量子比特内存储的信息,将是未来量子信息处理中的重要组成部分。研究人员利用极化光子态作为量子信息的载体,利用由大约100万铷原子构成的冷原子系综作为量子存储器．制备了光子与原子系综态之间的纠缠。通过这个光子-原子纠缠源,进行了光量子比特到远程原子比特的量子态隐形传输。传输到原子比特的量子信息在存储了8S后,被成功地转换为光量子态以作进一步的量子信息处理。     

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．     

量子远程制备的理论研究进展

量子通信作为量子信息处理中的重要组成部分得到了广泛研究.它与传统通信方式不同,量子信息可以不通过量子媒介就能异地传输,量子隐形传态就是典型事例.作为一种改进的量子传输协议,量子远程制备能够平衡量子测量和经典通信,但是研究证明,这种平衡并不适合所有量子态,它受到很严格的限制,依赖于所传输信息空间的代数或几何结构.随着研究不断深入,这种限制似乎可以通过信息分裂传输来部分克服.主要总结了量子远程制备的理论研究现状及典型案例,并对进一步需要开展的研究予以展望.     

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．     

Quantum teleportation and entanglement distribution over 100-kilometre free-space channels

Transferring an unknown quantum state over arbitrary distances is essential for large-scale quantum communication and distributed quantum networks. It can be achieved with the help of long-distance quantum teleportation and entanglement distribution. The latter is also important for fundamental tests of the laws of quantum mechanics. Although quantum teleportation and entanglement distribution over moderate distances have been realized using optical fibre links, the huge photon loss and decoherence in fibres necessitate the use of quantum repeaters for larger distances. However, the practical realization of quantum repeaters remains experimentally challenging. Free-space channels, first used for quantum key distribution, offer a more promising approach because photon loss and decoherence are almost negligible in the atmosphere. Furthermore, by using satellites, ultra-long-distance quantum communication and tests of quantum foundations could be achieved on a global scale. Previous experiments have achieved free-space distribution of entangled photon pairs over distances of 600?metres (ref. 14) and 13?kilometres (ref. 15), and transfer of triggered single photons over a 144-kilometre one-link free-space channel. Most recently, following a modified scheme, free-space quantum teleportation over 16?kilometres was demonstrated with a single pair of entangled photons. Here we report quantum teleportation of independent qubits over a 97-kilometre one-link free-space channel with multi-photon entanglement. An average fidelity of 80.4?±?0.9 per cent is achieved for six distinct states. Furthermore, we demonstrate entanglement distribution over a two-link channel, in which the entangled photons are separated by 101.8?kilometres. Violation of the Clauser-Horne-Shimony-Holt inequality is observed without the locality loophole. Besides being of fundamental interest, our results represent an important step towards a global quantum network. Moreover, the high-frequency and high-accuracy acquiring, pointing and tracking technique developed in our experiment can be directly used for future satellite-based quantum communication and large-scale tests of quantum foundations.     

Observation of entanglement between a single trapped atom and a single photon

An outstanding goal in quantum information science is the faithful mapping of quantum information between a stable quantum memory and a reliable quantum communication channel. This would allow, for example, quantum communication over remote distances, quantum teleportation of matter and distributed quantum computing over a 'quantum internet'. Because quantum states cannot in general be copied, quantum information can only be distributed in these and other applications by entangling the quantum memory with the communication channel. Here we report quantum entanglement between an ideal quantum memory--represented by a single trapped 111Cd+ ion--and an ideal quantum communication channel, provided by a single photon that is emitted spontaneously from the ion. Appropriate coincidence measurements between the quantum states of the photon polarization and the trapped ion memory are used to verify their entanglement directly. Our direct observation of entanglement between stationary and 'flying' qubits is accomplished without using cavity quantum electrodynamic techniques or prepared non-classical light sources. We envision that this source of entanglement may be used for a variety of quantum communication protocols and for seeding large-scale entangled states of trapped ion qubits for scalable quantum computing.     

基于量子隐形传态的数据链路层停等协议

提出了数据链路层中基于量子隐形传态的量子停等协议,即在数据链路层的2个站点进行通信时,传送量子信息,在设定的时间内,若接收方收到量子帧,则用量子信道来返回确认帧.根据量子隐形传态的瞬时性,该协议减少了2个站点通信的传播时延,从而降低了2个发送成功的量子帧之间的最小时间间隔,缩短了通信时间,提高了通信效率,而且发送方对所传送的量子信息是未知的,从而也提高了信息传输的保密性.     

信道编码方法分析与循环码编、译码实现

介绍了循环码编译系统的特点。从一个(15,6)循环码编译实验系统入手,分析研究其编、译码实现方法,并在仿真软件QUARTUS II上具体实现。在实验中,输入6位信息码元CDIN,经编码器编码后,可得到码长为15的输出信号CDOUT,信道无错码条件下,把CDOUT作为译码器的输入。     

相位阻尼对量子传输保真度的影响

研究了在相位阻尼作用下一个二能级原子与两个不同光场相互作用的系统中的量子态的保真度.讨论了相位阻尼和失谐对量子传输的最大保真度的影响,并且获得了通过该信道进行量子传输的最大保真度.此外,还分析了通过该信道进行量子传输的平均保真度.     

Communications: quantum teleportation across the Danube

Efficient long-distance quantum teleportation is crucial for quantum communication and quantum networking schemes. Here we describe the high-fidelity teleportation of photons over a distance of 600 metres across the River Danube in Vienna, with the optimal efficiency that can be achieved using linear optics. Our result is a step towards the implementation of a quantum repeater, which will enable pure entanglement to be shared between distant parties in a public environment and eventually on a worldwide scale.     

基于有限状态联合信源信道算术码的图像编解码算法

针对噪声信道的图像传输问题,提出了一个基于有限状态联合信源信道算术码的图像编码算法和对应的联合迭代解码算法.该编码算法可根据信源和信道自适应选择近似概率模型、整数编码区间上限值、跟随比特上限值、禁用符号概率大小以及禁用符号位置.该联合迭代解码算法的外解码器使用算术解码器,检测内码产生的估计序列错误和向内解码器反馈错误位置的信息;内解码器负责对信道输出序列进行估计.实验表明,提出的编解码具有很好的传输性能和较低的复杂度.     

4粒子团簇态的可控隐形传态

为实现4粒子团簇态更加经济和安全的隐形传态,提出2种利用6粒子团簇态为量子信道的可控隐形传态方案,分别是3方参与的可控隐形传态方案和4方参与的可控隐形传态方案.在控制者同意信息传输的情况下,2种隐形传态方案成功的概率是一致的,为4|a|2,即选用最大纠缠的6粒子团簇态为量子信道时,传输成功率为100%.通过2种方案的对比发现,控制方的增多可以有效地提高信息传输的安全性,但同时会使接收方还原原始信息的操作更加复杂.     

使用软判决反馈的迭代信道估计方法在CDMA系统中研究

首先介绍了基于CDMA2000系统中Rake接收机的信道估计方法，然后将Turbo原理引入信道估计，针对CDMA系统提出了2种迭代信道估计方法，通过使用Rake接收机或解码之后的软信息来改善整个CDMA系统的性能，对CDMA系统中联合运用信道估计与解码技术进行了研究，由于联合信道估计与解码技术可以利用通道系统不同模块之间的“软信息”交换，从而有效提高信道估计准确程度和解码器的性能，仿真结果表明，利用解码之后的软信息来修正信道估计的方法较传统的Rake接收机中的信道估计方法性能有较大改善，在误码率为10^-3左右时，可以提高大约2dB。     

二粒态的概率隐形传态

量子隐形传态是量子信息学的一个重要组成部分,本文提出一个利用两个三粒子纠缠态作为信道的量子隐形传态方案,方案中一个两粒子态将被概率的传输。