含噪多址量子信道容量定理的求证与应用

含噪多址量子信道的容量研究是实现量子多用户通信的基础.文中利用经典-量子纠缠产生编码定理和量子-量子纠缠产生编码定理求证了含噪多址量子信道容量定理,获得了含噪多址量子信道的经典-量子容量区域和量子-量子容量区域,并将该定理应用到多址量子相位翻转信道中,计算得到量子相位翻转信道的量子-量子容量区域,结果验证了容量定理的有效性,得到量子-量子容量区域是五边形区域.为了计算简便且不失一般性,求证过程考虑采用两输入-单输出信道的含噪多址量子信道模型.     

纯态纠缠源条件下密集编码的信道容量比较

依据量子纠缠能被用来实现量子密集编码，从而增加量子信道的经典信息容量的理论，讨论并比较了在无噪信道中利用纯态纠缠源进行直积态密集编码和纠缠密集编码两种情况下的信道容量上限，得到了应用纠缠编码方式的信道容量不大于应用直积态编码方式的信道容量的结果．     

去极化信道的多次量子纠错

本文利用量子过程层析成像建立了一个适用于多次量子纠错的通用方案,以去极化信道为例,说明了此方案的可行性.发现单次纠错之后等价量子噪声信道.依然可以看作是保真度提高的去极化信道,且保真度的提高有着严格的解析表达式.在对初始信道保真度要求不高的情况下,能够很好地实现多次纠错,让其保真度达到需要的精度.     

关于量子酉信道的HSW容量的一个注记

给出了量子酉信道的Holevo Schumacher Westermoreland(HSW )信道容量的一个较简单的计算公式 ,并且证明利用输入的纯态可以算出这个信道的信道容量 .     

单模费米系统量子信道的经典容量

利用费米型量子高斯加性噪声即费米热噪声的球谐函数展开方法，给出了单模费米子在量子高斯加性信道上传输经典信息的经典容量。     

准对称信道信道容量的实验仿真

信道容量描述了信息无失真传输最大容量,是信源编码的重要依据。文章介绍了离散无记忆准对称信道及其信道容量,分析了达到其信道容量的输入概率条件,给出了基于MATLAB的仿真实验验证过程,验证了在输入等概率条件下获得信道容量,对学生加深信道论的认识有一定的参考意义。     

关于准对称离散无记忆信道容量两个定理的等价性

本文针对准对称离散无记忆信道中，计算信道容量的两个定理给出等价证明，在准对称离散无记忆信道中，主要是通过给定转移概率p（yj/xi）-计算信道容量，这两个定理都能得到正确的结果，但是后一种计算方法简单，给这种信道容量计算带来方便．     

外加经典驱动场保护非马尔科夫信道量子失协的对策

讨论了外加经典驱动场对非马尔科夫信道量子失协动力学演化的影响。研究结果表明:尽管调控经典场的幅度、频率均能够对非马尔科夫信道量子失协起保护作用,但保护的效果有较大差别;能对系统量子失协保持起关键作用的是量子比特的有效频率与热库中心频率间的总失谐,调控经典驱动场的幅度是增大总失谐的最有效的途径。提升经典驱动场的幅度是实现量子失协保持最有效的方法。     

量子交换机与结合量子通信与经典通信的新模式

在引入量子交换机概念的基础上,提出了经典通信向量子通信过渡时期的一种新的通信模式.利用纠缠交换通过量子交换机来建立量子信道,使得通信方避免了复杂的量子技术.使用经典通信信道来传输无直接关联的信息随机数序列,保证了通信的大容量和高效性.     

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.     

两个独立量子信道中一对量子纠缠态的隐形传送

从量子纠缠及量子态隐形传送的基本原理出发,简单介绍在一个量子信道中单粒子量子态的隐形传送,进而详细讨论在两个独立量子信道中一对量子纠缠态的隐形传送,寻找其中的规律,为以后热纠缠信道中隐形传送的研究提供理论基础。     

量子安全直接通信

量子通信利用量子力学原理进行信息传输和处理,具有高安全、高容量等优点.量子安全直接通信在量子信道中直接传输秘密信息,是一种新式的量子通信模式.自2000年提出以来,量子安全直接通信得到了迅速的发展.该文综述量子安全直接通信的基本原理,描述几个典型的量子安全直接通信协议.最后介绍量子安全直接通信的最新发展动态,展望量子安全直接通信的未来.     

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。     

“金刚石”型四能级光学量子相干系统的子类型分类

“金刚石”型四能级光学量子相干系统具有多种可区分的子类型,且有很强的结构多样性。根据偶极跃迁选择规则,适当的选择光学跃迁通道,加上相应的激光场,利用布尔代数方法将“金刚石”型四能级量子相干系统分成9种不同的“现实通道子类型”;又根据激光对不同跃迁通道的激发强度的强、弱不同,将现实通道子类型进一步精确分为80种不同的所谓“强度子类型”。主要讨论了“金剐石”型四能级系统的结构多样性,并对某些子类型作出了说明,指出了哪些类型已经在一些领域被研究过,而某些类型即使在理论上也尚未得到研究。     

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.     

量子信道对纠缠鲁棒性的影响

考虑量子信道对多体纠缠鲁棒性的影响. 先根据可分态之集为一个凸闭集, 证明可以取到纠缠鲁棒性定义中的下确界, 再证明同一纠缠态ρ的两个最优态的凸组合仍是最优态, 纠缠鲁棒性作为定义态集合上函数是下半连续的; 最后, 分别给出一个量子信道不增加、 不减少[KG*8]及保持所有量子态的纠缠鲁棒性的充分必
要条件.     

利用部分纠缠的量子信道确定性地实现N→1和1→N的受控量子远程旋转

提出利用部分纠缠的量子信道确定性地实现多个发送者1个接受者和1个发送者多个接受者的受控量子远程旋转方案.首先考虑利用两个(N?M?1)粒子部分纠缠的Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态确定性地实现N个发送者在M个监控者的控制下确定性地将她们的旋转分别传给远处接受者的操作(N→1).然后考虑在一个(2K?M?1)粒子部分纠缠的Einstein-Podolsky-Rosen(EPR)-GHZ态或K个(M+2)粒子部分纠缠的GHZ态辅助下,发送者随意地将她的旋转分为N份(NK)并在M个监控者的控制下确定性地将它们分别传给远处N个接受者的操作(1→N).方案中,量子旋转的发送者或接受者或监控者的正定算符值测量(POVM)起着关键作用,我们给出了它们的数学表式.值得注意的是,用非理想的量子信道可确定性地实现N→1或1→N的量子远程旋转.这些方案可用于量子秘密共享,量子选举等,它们具极强的保密性.     

An error-free protocol for quantum entanglement distribution in long-distance quantum communication

Quantum entanglement distribution is an essential part of quantum communication and computation protocols. Here, linear optic elements are employed for the distribution of quantum entanglement over a long distance. Polarization beam splitters and wave plates are used to realize an error-free protocol for broadcasting quantum entanglement in optical quantum communication. This protocol can determine the maximum distance of quantum communication without decoherence. Error detection and error correc-tion are performed in the proposed scheme. In other words, if there is a bit flip along the quantum channel, the end stations (Alice and Bob) can detect this state change and obtain the correct state (entangled photon) at another port. Existing general error detec-tion protocols are based on the quantum controlled-NOT (CNOT) or similar quantum logic operations, which are very difficult to implement experimentally. Here we present a feasible scheme for the implementation of entanglement distribution based on a linear optics element that does not need a quantum CNOT gate.