基于量子網(wǎng)絡(luò)中量子態(tài)遠(yuǎn)程傳送與操作的若干協(xié)議設(shè)計(jì).pdf

1、自二十世紀(jì)以來(lái)，隨著量子力學(xué)和信息學(xué)的逐步發(fā)展與結(jié)合，在信息領(lǐng)域中發(fā)展成一門(mén)新的學(xué)科—量子信息科學(xué)。量子通信技術(shù)作為量子信息科學(xué)中重要分支和最有發(fā)展前景的學(xué)科，包括量子隱形傳態(tài)、量子態(tài)秘鑰分配、量子態(tài)制備、量子稠密編碼和量子態(tài)共享等主要研究點(diǎn)。量子遠(yuǎn)程態(tài)制備和量子遠(yuǎn)程操作作為量子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架中的關(guān)鍵任務(wù)，其中量子資源的使用、方案的高效性、和普適性等都是評(píng)價(jià)協(xié)議優(yōu)劣至關(guān)重要的指標(biāo)。
　　本文主要討論了構(gòu)建確定性信道的量子態(tài)傳送、任意

2、高維量子態(tài)克隆和量子態(tài)遠(yuǎn)程控制等三個(gè)協(xié)議。首先，因?yàn)榱孔訉?shí)驗(yàn)會(huì)受到外界環(huán)境的影響，其中最大糾纏態(tài)受到的影響最大，往往會(huì)演變成部分糾纏量子態(tài)。然而以部分糾纏態(tài)為量子信道的隱形傳輸并不能保證百分之百的成功，因此研究如何利用概率信道進(jìn)行確定性量子隱形傳送是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。本文創(chuàng)新性地利用兩個(gè)擴(kuò)展性的Bell概率信道巧妙的構(gòu)建確定性多能級(jí)量子信道，實(shí)現(xiàn)了基于概率信道且沒(méi)有直接聯(lián)系的Alice和Charlie能夠進(jìn)行100％的量子傳送；其次，根據(jù)量

3、子不可克隆定理和克隆的本質(zhì)，量子態(tài)克隆也可以作為量子態(tài)傳輸?shù)囊环N。目前已有的研究方案都是從量子信道特性、制備效率、制備成功概率、資源使用等等方向分析的，目前還沒(méi)有一種方案是針對(duì)普適量子態(tài)制備的。因而提出一種普適的關(guān)于任意多能級(jí)量子態(tài)制備方案，使用易獲取的Bell態(tài)量子信道，使得方案具有很好的普適應(yīng)用性。從理論上驗(yàn)證了方案的可行性，并分析了量子資源的使用情況和對(duì)量子網(wǎng)絡(luò)的安全性進(jìn)行了檢測(cè)驗(yàn)證；最后，論文分別討論了兩方、三方和多方高維的量子