量子糾纏濃縮和量子路由器研究.pdf

1、量子信息處理是一門橫跨物理學與信息科學的交叉學科，為人們提供了全新的處理信息的手段和方法。量子糾纏在量子通信與量子計算領域中都扮演著極其重要的角色，已廣泛應用于量子隱形傳態(tài)、量子密鑰分發(fā)、量子安全直接通信等領域。然而，由于量子態(tài)的脆弱性，在實際應用中不可避免的要與周圍環(huán)境發(fā)生相互作用而產(chǎn)生退相干。退相干會使得最大糾纏態(tài)退化為部分糾纏態(tài)甚至是混合態(tài)，這將嚴重影響量子通信及量子計算的質(zhì)量與效率。糾纏濃縮就是將部分糾纏態(tài)通過局域操作和經(jīng)典通信

2、恢復到最大糾纏態(tài)的一種方法。Concatenated Greenberger-Horne-Zeilinger(C-GHZ)態(tài)是在Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)態(tài)的基礎上發(fā)展而來的一種具有高容錯性的量子態(tài)。C-GHZ態(tài)實際上是一種邏輯比特糾纏態(tài)，廣泛應用于量子高精度測量、量子容錯計算、量子分布式網(wǎng)絡及其它量子通信及量子計算中。
　　本文首先對幾種經(jīng)典的糾纏濃縮模型進行簡單的介紹，在此基礎上，介紹本文

3、的研究工作：一、提出基于控制非門(CNOT門)的C-GHZ態(tài)的糾纏濃縮模型。這是第一個關于邏輯比特糾纏的濃縮方案。本方案分別討論了兩種情形下如何具體的進行糾纏的濃縮。本文將該方案推廣到任意形式C-GHZ態(tài)的糾纏濃縮中。本方案還可實現(xiàn)循環(huán)濃縮逐步提高濃縮的成功概率。二、提出在線性光學中，使用極化分束器PBS及光子探測器來實現(xiàn)部分糾纏C-GHZ態(tài)的糾纏濃縮。本方案中使用的全部器件均為線性光學器件在現(xiàn)實條件下可進行實驗的驗證。本方案同樣可應用