基于 Λ 型原子的纠缠态融合研究综述

量子纠缠描述2个或多个系统间非局域、非经典的关联.由于多粒子纠缠态的量子非局域性比2粒子纠缠态的强,因此其在量子信息中应用更广泛.在Λ型3能级原子中,处于低能态原子的自发辐射能有效抑制,因此可将量子信息编码在Λ型3能级原子的2个基态上.该文介绍纠缠态融合的概念,综述基于融合机制制备Λ型3能级原子纠缠态的几种方案,最后给出总结与展望.     

量子态的非局域关联性

在普遍的两个自旋1/2粒子量子态下证明了局域实在论与量子力学是不相容的,推广了Hardy在两个粒子非最大纠缠态下关于Bell 定理的证明.通过纠缠态下广义量子不可克隆定理中的正交条件的转移证明了量子力学非局域关联性.     

基于正交列阵下的3级均匀态

对于一个N粒子多体纯态,如果它的所有k粒子约化态是最大混合的,则称为k级均匀态(k-uniform states).最近Goyeneche和Zyczkowski建立了k级均匀态(k-uniform states)与正交列阵的关系,并由正交列阵构造了N量子比特纠缠态(N=6,7,···,15)的2级均匀态.且Goyeneche等人还提出了开放性问题:对于N粒子多体纯态如何找到其3级均匀态.本文将给出正交列阵的定义,进一步由正交列阵构造出当N=11时的3级均匀态,并通过计算其3粒子、4粒子约化密度矩阵,验证该11粒子纠缠态为3级均匀态.     

任意未知二粒子纠缠态的概率传递及其量子逻辑电路

本文提出一种任意未知二粒子纠缠态通过一对部分纠缠态和一对GHZ态作为量子通道的概率传递方案。不同于其他文献之处在于，在贝尔态测量后，接收者不必引入其它辅助粒子，只需对本身固有粒子执行一个联合幺正变换。传递即可顺利实现。最后，本文培出了实现这种传递的量子逻辑电路。     

基于团簇态信道的双粒子纠缠态可控量子隐形传态

提出利用四粒子团簇态传送一个未知两粒子纠缠态从而实现可控量子隐形传态的方案,发送者对她自己拥有的3个粒子做一次三粒子纠缠完备基联合测量,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两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.     

未知二粒子纠缠态及其正交态的概率克隆

提出一个实现二粒子纠缠态及其正交态的概率克隆方案.此方案分为两个步骤,第一步通过一个四粒子簇态作为量子信道实现未知二粒子纠缠态的量子隐形传输,第二步在态的制备者的帮助下实现二粒子纠缠态及其正交态的概率克隆.     

利用两个二粒子部分纠缠态实现两个目标共享的量子隐形传态

提出利用两个二粒子部分纠缠态实现单粒子量子态的隐形传态方案。首先考虑两个目标共享的、概率性的量子隐形传态;然后进一步考虑单个目标确定性的量子隐形传态。在这两个方案中,量子态的发送者的局域正定算符值测量(POVM)起着关键作用,并给出了该测量算符的数学表式。该方法可用于当两部分纠缠态的最小Schm idt系数μ和v满足条件2μ 2v-2μv-1≥0的情形。     

基于部分纠缠信道的高维赤道态概率可控远程联合制备

作为一种特殊类型的量子态,赤道态由于在量子信息处理中的独特应用引起了广泛关注.基于不同多粒子纠缠态信道,研究者提出了任意双量子比特、三量子比特以及多量子比特赤道态多方联合制备方案.本文研究了基于高维部分纠缠态的高维多粒子赤道态多方概率可控远程联合制备方案,提出了两个基于高维部分纠缠态的高维多粒子赤道态多方可控远程联合制备方案.一个方案以m个高维类GHZ态为纠缠信道,可实现多个控制方控制下的高维赤道态多方远程联合制备,另一个方案以一个多粒子部分纠缠态为量子纠缠信道完成单个控制方控制下的高维赤道态远程联合制备.多个发送方共享多粒子赤道态信息,依据已知信息对手中纠缠粒子选择执行相应正交投影测量,控制方对他的纠缠粒子执行单粒子测量.接收方与所有发送方和控制方合作,仅需引入一个附加量子比特就可在他的纠缠粒子上重建需制备量子态.方案不需要使用最大纠缠态作为量子纠缠信道实现高维赤道态远程可控联合制备,具有可行性强的优点.     

大规模纠缠态制备方法研究

正多粒子纠缠态是量子信息处理过程中的重要物理资源,且多粒子纠缠态的规模(纠缠粒子数)越大,其在量子通信和量子计算中所体现出来的量子优越性越明显.故此,如何制备大规模纠缠态是目前量子信息领域的一个热点问题.由于现有技术水平的限制,目前能够在实验上制备得到的多粒子纠缠态的规模有限,尚不能满足其在量子通信和量子计算中的应用要求.于是,研究人员在现有多粒子纠缠态制备技术的基础上提出了多     

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.     

三粒子纠缠态的局域信息研究

本文在研究了各方共享三粒子态提取局域信息的量子信息处理方法的基础上，计算了三粒子W态的局域信息，并且计算了一个三粒子纠缠态的特例。     

可控的量子密集编码

提出了一种利用三粒子非最大纠缠态作为量子信道的可控的概率密集编码方案.第3方通过局域测量控制着量子信道.通过引入辅助粒子和做适当的幺正变换,就能以一定概率实现量子密集编码.     

Ising模型的腔QED模拟和最大纠缠态的存储以及四体纠缠态的产生

提出了在腔中模拟Ising模型、存储最大纠缠态和产生的四体量子纠缠态的简单方案．单模腔中的两个二能级原子受到强经典驱动场的作用,在大失谐条件下,系统的有效哈密顿量和标准的Ising模型相同．这一系统可使初始处于Bell基的两原子始终处于最大纠缠态,其中两个Bell基是系统的本征态;另外两个Bell基仅需要对其中一个原子作局域操作,仍然保持最大纠缠态．这个系统与腔模和环境没有相互作用,可长时间存储原子纠缠态而不会发生退相干．此外,利用该模型可以提出制备四体纠缠态的方案,即由现存的两Bell态可以一步得到四体真正纠缠态;存在两个GHZ态的条件下,可以很容易得到四粒子的标准Cluster态,在该机制下制备四粒子标准Cluster态的成功几率为1．     

三体量子系统的量子导引方案

复合量子系统的量子导引(Quantum Steering),又称量子操控,是指通过某个子系统上的测量来导引(操控)另一系统的状态.它是介于量子纠缠与Bell非局域性之间的一种非对称量子特性.正是这一特点使得量子导引能在许多方面发挥重要作用,因而备受学者的广泛关注.两体系统中的量子导引已有许多研究,而多体量子系统比两体系统拥有更加复杂的结构,其中的导引方案更加多样化.本文提出三体量子系统中的两种量子导引方案,称为"单边设备独立导引方案"与"双边设备独立导引方案".根据局域隐态的可分性与局域隐变量的独立性,每个导引方案又包括两个导引情景.在描述物理思想的基础上,提出了三体量子态不可导引与可导引的数学定义,给出了量子态不可导引的充要条件及充分条件.     

一种高效的利用正交乘积态的量子秘密共享协议

提出了一种高效的利用3×3 Hilbert空间中的正交乘积态的量子秘密共享协议. 正交乘积态的粒子构成两个粒子序列. 一个序列发送给Bob, 另一个序列在重新排列粒子的顺序之后发送给Charlie. 在Alice的帮助下, Bob和Charlie实施相应的局域测量获得所制备的正交乘积态的信息. 该协议具有许多独特的优点如容量大和效率高.     

一种新的用正交列阵构造纠缠态的方法

对于一个N粒子多体纯态,如果它的所有k粒子约化态是最大混合的,则称为k级均匀态.最近Goyeneche和Zyczkowski提出了一个通过正交列阵构造k级均匀态的方法.本文将提出一种用正交列阵构造量子态的新方法,即增加相位参数的方法.采用同一正交列阵,由我们的新方法所构造的量子态,对于四粒子量子态,发现该量子态不仅是1级均匀态,而且为最大纠缠态;对于五粒子量子态,发现可以使原来的1级均匀态变为2级均匀态.特别地,对于四粒子量子态,用新方法可以构造出许多新形式的最大纠缠态.     

远程制备多粒子纠缠态优化方案

提出了一个较好的远程制备多粒子的纠缠态的方案,先讨论用(N+1)粒子的纠缠态作为量子通信信道制备2N粒子的纠缠态.然后在研究用一个(N+1)粒子的纠缠态和一个(N+2)粒子的纠缠态作为量子通信信道制备(2N+1)粒子的纠缠态.与现在已有人提出的制备多粒子的纠缠态的方案相比,这个方案的优点是仅花费了两位经典位和只有一次两粒子的投影测量.     

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．     

联合旋转噪声下单光子与两光子态的隐形传送

量子隐形传态在量子计算和量子通信方面有重要的应用。本文提出经由联合旋转噪声信道的单粒子态两粒子未知的非最大纠缠态的隐形传送协议。这两个协议也可以推广到多粒子态的隐形传态。     

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.