量子隐形传态中纠缠态制备的研究进展

量子隐形传态是量子力学和信息科学等形成的交叉课题,同时也是近些年来人们研究的热点之一。文章首先回顾了Bennett等人所提出的量子隐形传态的基本思想和基本原理,然后着重介绍了量子隐形传态中的重要步骤,即量子纠缠态的制备及其在传统上和近年来的一些具有代表性的实验实现方案。     

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.     

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.     

以十量子纠缠态为信道的循环受控量子隐形传态

利用一个十量子最大纠缠态为信道,提出一个关于三个未知二量子态的循环受控隐形传态协议。在该协议中,Alice能把她的二量子a和a'之态传送给Bob,Bob能把自己的二量子b和b'之态传送给Charlie,Charlie也能把自己的二量子c和c'之态传送给Alice。仅当三个发送者Alice、Bob、Charlie和控制者David相互合作时,循环受量子控隐形传态才可能成功地实现。     

基于4粒子纠缠态的未知3粒子态概率量子隐形传态

使用4粒子纠缠态作为量子信道,在对4粒子纠缠态的纠缠系数方面并没有做确切要求的前提下,完成了未知3粒子纠缠态的隐形传态.在传输过程中,发送方对2对粒子进行Bell测量并公布结果,然后再对4粒子中的一个粒子作Hadamard操作之后,也对其进行测量,且将测量结果通过经典信道公布.接收方引进2个辅助粒子并实施一次控制非操作,再进行一组适当的幺正变换,便可实现未知3粒子纠缠态的概率量子隐形传态.     

量子纠缠与超光速量子通信

量子通信是经典通信和量子力学相结合的一门新兴交叉学科.在介绍量子纠缠特性的基础上,对量子隐形传态进行了探讨,提出了超光速量子通信的途径.     

利用部分纠缠态确定性实现量子远程态制备

提出了一种利用局域操作和经典通讯经由任一纠缠纯态与辅助纠缠态远程实现量子态制备的方案.该方案由一个广义测量(即正定算符值测量,简称POVM)、单边经典通讯和相应的幺正操作来完成.首先,讨论了两维部分纠缠态作通道的情形,然后将其推广到高维粒子纠缠态的情况.     

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.     

三粒子纠缠态的几率远程制备

提出了一个几率远程制备三粒子纠缠态的方案,在该方案中,三个非最大两粒子纠缠态被用作量子信道,并运用了三粒子投影测量,所需的经典资源是三个经典比特.     

通过纠缠交换来实现两个三态纠缠态粒子的量子几率隐形传态

提出了一种利用纠缠交换的方法来实现一未知的两个三态纠缠态粒子的量子几率隐形传态的方案.在此方案中发送者A lice只要进行两次B e ll态测量,并将测量结果通过经典信道告诉Bob,Bob根据接收到的信息即可通过相应的幺正变换来重建A lice要传输的量子态.     

利用POVM测量实现的三粒子纠缠GHZ态概率隐形传输

本文提出了一个概率隐形传输未知三粒子纠缠GHZ态的方案,在传输过程中仅仅需用两对非最大纠缠态EPR作为量子信道,发送者Alice采用了半定算子值测量,以及Bob执行了相应一系列的幺正操作,隐形传输可以以一定概率成功地实现.     

An efficient scheme for multi-party quantum state sharing via non-maximally entangled states

We present a new scheme for investigating the usefulness of non-maximally entangled states for multi-party quantum state shar-ing in a simple and elegant manner.In our scheme,the sender,Alice shares n various probabilistic channels composed of non-maximally entangled states with n agents in a network.Our protocol involves only Bell-basis measurements,single qubit measurements,and a two-qubit unitary transformation operated by free optional agents.Our scheme is a more convenient realiza-tion because no other multipartite joint measurements are needed.Furthermore,in our scheme various probabilistic channels lessen the requirement for quantum channels,which makes it more practical for physical implementation.     

基于七粒子最大纠缠态的未知三粒子的两种隐形传态方案

本文利用七粒子最大纠缠态实现了任意三粒子态的一般隐形传态和控制隐形传态.在一般隐形传态过程中,发送者对自己所拥有的粒子执行正交完备基测量,然后将测量结果告诉接收者,接收者对他的粒子执行相应的幺正变换就可以恢复出初始态.在控制隐形传态过程中,发送者对需传送的三粒子与自己手中的粒子分别进行适当的Bell基测量,控制方对手中的粒子进行单比特测量,然后他们将测量结果告诉接收者,接收者对自己拥有的三粒子进行相应的幺正操作就可以恢复出初始态.     

使用非最大纠缠态远程执行部分未知量子操作

建议一个使用非最大纠缠态通道远程执行部分未知量子操作的协议,并且显示,当采用非最大纠缠粒子对作为量子通道时,由引进一个集中的幺正变换使得部分未知的量子操作能够被概率地远程执行.讨论了在这种情况下,部分未知的量子操作远程执行的成功概率以及所需要的资源.     

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。     

基于两粒子纠缠态隐形传送四粒子GHZ态

通过两粒子纠缠态作为量子信道,实现了四粒子GHZ态隐形传送的方案.首先提出该量子信道处在最大纠缠态时的传送,其次对两粒子纠缠为非最大纠缠态时的传送情形进行研究.通过相关的测量与操作,并且引入相应的辅助粒子,可以成功地实现隐形传送.相比于以往的传送方案,本方案不仅节约了量子信道的纠缠资源,而且操作也相对简单.