糾纏相干態(tài)的量子信息學研究.pdf

1、量子信息學是量子力學和信息科學相結合而產生的叛的研究領域。量子信息學在許多方面有著經典信息學所無法比擬的優(yōu)勢，比如在提高運算速度、確保信息安全、增大信息容量和提高檢測精度等方面量子信息學有可能突破現有的經典信息系統(tǒng)的極限。近年來，人們在量子信息學的理論和實驗方面取得了驚人的進展，該研究領域已引起人們的廣泛關注。量子通信是量子信息學的一個非常重要的分支，目前主要涉及到量子隱形傳態(tài)、量子密集編碼、量子密鑰分配等。其中，量子隱形傳態(tài)是量子通信

2、中最引人注目的方向之一，這一概念是由Bennett et al等人在1993年最早提出的，經過近二十年的發(fā)展，它已經發(fā)展成為一個重要而又富有活力的研究領域，是實現量子遠程通訊和量子計算的必要步驟，是量子力學奇妙特性(疊加性、相干性、糾纏性、不可克隆定理等)的一種新穎而有趣的應用。它是量子非局域性最切實的證明，在量子信息學其他方面也有很重要的應用。量子隱形傳態(tài)根據所利用的量子變量的本征態(tài)具有分離譜或是連續(xù)譜結構區(qū)分為分離變量與連續(xù)變量兩大

3、類。最近，連續(xù)變量量子隱形傳態(tài)的研究吸引了人們很大的興趣。我們在這個領域也作了一些研究。對量子隱形傳態(tài)的深入研究不僅對量子信息的發(fā)展有重要的現實意義，而且也可使人們對量子力學的基本問題有更深入的理解。 本文主要呈現本人在攻讀碩士學位期間利用分束器和相移器等線性光學器件的特性，在連續(xù)變量量子隱形傳態(tài)及量子糾纏交換等理論研究中所完成的工作。 主要內容如下： 1.我們研究了使用分束器和相移器等量子光學器件傳輸三體糾纏相

4、干態(tài)的方案，該方案利用兩兩之間最大糾纏的四體相干態(tài)作為量子信道。隨后，我們又把方案推廣到了傳輸多體糾纏相干態(tài)的情況。 2.我們提出了一個高效的三體糾纏相干態(tài)的傳輸方案，該方案利用一個兩體最大糾纏相干態(tài)和一個兩兩之間最大糾纏的三體相干態(tài)作為量子信道。與以往的傳輸方案相比，我們所提出的方案在實驗上更容易實現。 3.我們利用一個兩體最大糾纏相干態(tài)和一個兩兩之間最大糾纏的三體相干態(tài)作為量子信道，提出了一個關于連續(xù)變量的實驗上可行