利用GHZ态进行量子密钥分配

提出了利用GHZ态的关联在通信双方之间建立密钥的方案．在此方案中除了用于检测窃听者是否存在的GHZ态以外,剩余的GHZ态全部用来建立密钥,效率较高,并且每个GHZ态携带3比特的信息．通过研究证明这一方案是安全的．     

基于单光子的安全通信方案

提出了利用单光子态在通信双方之间建立密钥以及进行安全通信的方案.在此方案中除了用于检测窃听者是否存在的量子态以外,剩余的量子态全部用来建立密钥,效率较高,并且在此基础上提出的安全通信方案的安全性达到"一次一密"的水平.     

一种类型的三量子比特纠缠态远程制备

提出一种类型三量子比特GHZ态远程制备(RSP)实现方案,利用两量子比特的最大纠缠态(即Bell态)作为量子信道,制备成功几率和经典信息消耗都被一一计算出来.就一般情况来说,根据Alice的测量结果,Bob以1/4的几率能够成功实现GHZ态的远程制备.但是,对于三类特殊态,经额外消耗经典信息后其成功几率能够大大提高至1.0.即此方案是决定性的.     

基于纠缠比特实现的量子身份认证协议

提出一种利用三粒子纠缠态GHZ三重态的性质实现的身份认证方案.利用信息分割原理,对GHZ纠缠态进行信息分割,然后延迟传递粒子态,不经过认证中心,直接实现身份认证.     

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.     

基于量子签名的量子隐形传态

提出了利用三粒子最大纠缠态作为信道的量子信息签名的隐形传态方案.方案中引入一个忠实的第三方作为公证,发送方传输一个单粒子态给接收方.通讯双方与公证人间各自建立密钥,从而保证通讯双方对传态的发送或接收过程不可抵赖.     

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.     

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.     

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.     

3粒子GHZ态的量子远程克隆

提出了一个能实现3粒子GHZ态1→2的量子远程克隆方案:运用2个4粒子纠缠态作为量子信道,通过发送者的2次Bell测量、Hadamard变换、单粒子测量及经典通信;2个接收者进行相应的幺正变换、引入附加粒子和通过Toffoli门,就可以得到原未知态的近似拷贝,此方案的保真度与输入态有关.另外,还推广了一种实现N粒子GHZ态1→2的量子远程克隆方案.     

基于原子与腔场谐振相互作用制备原子GHZ态

提出一种利用原子与腔场谐振相互作用制备原子GHZ态的方案。在此方案中,初始时腔场处于真空态,将制备在高能级的三个两能级原子依次注入腔场中发生单光子谐振作用,最后一个制备在低能级的两能级原子注入腔场发生三光子谐振作用。通过对腔场的测量可得到四原子GHZ态。利用该方法原则上可推广得到n个原子GHZ态。     

在微腔中利用超导量子干涉仪实现GHZ纠缠态

在这里,我们提出一种实现多粒子的Greenberg-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠态方案.是将超导量子干涉仪植入单模微腔中,在大失谐的情况下完成纠缠态的制备.在这种方法中,GHZ能被制备而不需要任何测量.在整个制备过程中微腔和超导量子干涉仪是没有信息交换的,因为腔一直处于真空态,没有任何光子,这样对腔的品质因数要求就比较低.     

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.     

使用多方态的量子密钥共享方案(英文)

给出使用Sen等推广的多方对称态的量子密钥共享方案,我们采用不同的方法证明这个方案是安全的.然后,根据局域实在性的破缺,证明了对称的多方量子态的量子密钥共享的安全性,并作了进一步的推广.     

基于贝尔态的确定性量子密钥分配协议

提出了一种基于贝尔态的确定性量子密钥分配协议.它建立在纠缠量子系统的内部关联的基础上,双方通过共享纠缠量子系统和做单粒子量子测量建立起共享的密钥.与传统的只能生成随机字符串作为密钥的量子密钥分配协议不同,利用该协议,双方可以以任意指定的字符串作为共享的密钥.量子力学的定律保证了该协议的无条件安全性.除了单粒子量子测量之外,不需要做任何复杂的量子操作,因此它更容易实现,健壮性更好.     

基于四粒子GHZ态的任意三粒子GHZ态量子隐形传送

量子隐形传态已成为量子信息学中的一个重要研究领域,笔者从节省量子纠缠资源的目的出发,通过极化分束器(PBS)将2个EPR对制备成单个四粒子GHZ纠缠态,并将此四粒子GHZ纠缠态作为量子信道,从而实现三粒子纠缠GHZ态的量子隐形传输.     

利用三粒子GHZ态实现令牌环量子隐形传态网络

研究了三纠缠粒子量子隐形传态网络的物理基础,得到了基于三粒子GHZ态下隐形传态的幺正变换矩阵,设计了一个基于三纠缠粒子的令牌环量子隐形传态网络,给出了一个基于该网络的通信方案.笔者设计的网络中的各站点可实现任意站点间的量子通信,其监控站还可对整个网络的通信情况进行监控和计费管理.     

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.     

4粒子团簇态的远程制备方案

提出了用2个3粒子GHZ态作为量子信道远程制备实系数和复系数4粒子团簇态的2种方案.对于实系数的4粒子团簇态,提出了一个确定性的远程制备方案.在这一方案中,先让发送者Alice与接受者Bob共享2个3粒子GHZ态,然后Alice对自己手中的粒子在适当的基下进行2粒子联合测量,并将测量结果通知Bob,Bob通过进行适当的幺正变换就能获得需要制备的4粒子团簇态,这个制备方案成功的概率是100%.对于更一般的复系数4粒子团簇态的远程制备,提出了一个成功概率为25%的一般方案,并讨论了在某些特殊条件下,制备成功的概率可以达到50%甚至100%.此外,还讨论了不同方案的经典资源成本.     

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.