量子稳定子码的码字纠缠

量子计算和量子通信是量子信息科学的两个重要组成部分.量子算法通常用到实系数等权重纯态,其中重要的一类是图态,图态的纠缠已经得到系统的研究.量子通信中不可避免地要用量子纠错码,其中最广泛使用的是与图态紧密相关的量子稳定子码,可以看作是由图态与经典编码两个要素构成的.本文将论证量子编码复杂度与量子码字纠缠的关系.为研究量子码字的纠缠,将证明几何测度、对数鲁棒纠缠和相对熵纠缠等纠缠测度对于量子稳定子码字而言是相等的,纠缠的上下界可由量子编码的生成元确定.用经典编码可以构造一类量子码,称为CSS码.其中最常用的是对偶包含法.对于CSS对偶包含码的码字,证明它的纠缠等于其经典生成元的个数.本文给出Gottesman码以及相关码的纠缠公式,还发展了迭代算法用来数值计算纠缠量.     

量子态可分离性的特性函数准则

量子纠缠是量子信息科学的主要特征之一,与量子力学的基础密切相关.判定一个给定的量子态是否纠缠通常并不容易.基于量子态的特性函数或特性矩阵,我们提出一种新的两体量子态可分离性准则.我们使用局域滤波变换和局域旋转变换简化量子态的特性矩阵,而保持量子态的正定性和纠缠与否的性质不变.海森堡-外尔矩阵基的研究使得这些局域变换简单易行.局域变换极大地简化了特性矩阵,新准则用简化了的特性矩阵的非零元素来构造.针对Peres-Horodecki准则不起作用的3×3系统一些主要的量子态,我们比较了新准则与重排准则及相关矩阵准则的异同.结果表明,对大部分量子态,我们的新准则比重排准则有更好的性能.该新准则非常容易计算,对任意维数的两体可分离性都适用.     

“通信原理”课程的教学改革

为了提高“通信原理”的教学质量,研究了“通信原理”理论和实验课的教学改革,主要探索了教学方法和实验课的教学内容体系结构,目的是加强理论联系实际,逐步激发学生对于通信技术的学习兴趣,为社会培养合格的应用研究型人才.     

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。