基于量子糾纏的若干遠(yuǎn)程量子態(tài)制備方案的設(shè)計(jì).pdf

1、量子力學(xué)與信息科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生了量子信息技術(shù)，有了它，很多利用經(jīng)典信息不能解決的問(wèn)題都能夠完成。將量子態(tài)作為信息單元從而有效傳送信息即為量子通訊。量子通訊是量子信息學(xué)中研究較早的領(lǐng)域，是量子信息學(xué)的一個(gè)非常重要的分支。它涵蓋了量子隱形傳態(tài)、遠(yuǎn)程量子態(tài)制備、量子克隆等方案。
　　在量子信息學(xué)領(lǐng)域，作為量子力學(xué)與經(jīng)典物理最大的不同，量子糾纏發(fā)揮著極為重要的作用，在量子信息的處理過(guò)程中扮演了一個(gè)不可或缺的角色。量子糾纏是一種十分奇特和不可

2、思議的物理現(xiàn)象:當(dāng)多個(gè)量子子系統(tǒng)同時(shí)存在從而組合成一個(gè)復(fù)合型系統(tǒng)時(shí)，由于各子系統(tǒng)之間的量子糾纏的作用，測(cè)量任意一個(gè)子系統(tǒng)，測(cè)量得到的結(jié)果將隨著其他的子系統(tǒng)地測(cè)量參數(shù)變化而變化。在量子信息的處理過(guò)程中，量子糾纏是一種最常見也是最不可或缺的信息“資源”，它廣泛應(yīng)用在遠(yuǎn)程量子態(tài)制備、量子密集編碼、量子隱形傳態(tài)等等方面。目前為止，人們已經(jīng)比較清楚地了解到兩體系或者兩個(gè)量子比特的糾纏特性，并提出了大量的制備量子糾纏或與之相關(guān)的成果。但是，對(duì)多體系

3、或者多粒子情形，尤其是多能極粒子情形，量子糾纏的特性任然處在探索中。
　　在本論文中，我們正是基于了量子糾纏態(tài)的特殊性質(zhì)，設(shè)計(jì)了一類量子通訊方案—遠(yuǎn)程量子態(tài)制備方案。考慮不同的量子信道或者待制備量子態(tài)的不同形式，我們成功設(shè)計(jì)了一些簡(jiǎn)單實(shí)用的遠(yuǎn)程量子態(tài)制備的處理方案，主要有:
　　1.利用兩個(gè)W類量子態(tài)作為量子信道以及利用一個(gè)合適的POVM測(cè)量來(lái)代替正常的投影測(cè)量，我們提出了幾率性遠(yuǎn)程制備一個(gè)任意的兩比特的量子態(tài)的方案。隨之我

4、們將該方案推廣到五類特殊的量子態(tài)情形。方案中的成功幾率和需要消耗的經(jīng)典資源在不同的情形下都得以詳細(xì)計(jì)算。結(jié)果顯示，只要待制備的量子態(tài)出自上述特殊的情形，在消耗了一些額外的經(jīng)典比特后，這一遠(yuǎn)程兩比特的量子態(tài)制備方案可以更高的成功幾率加以實(shí)現(xiàn)。
　　2.基于一個(gè)四量子比特的cluster糾纏態(tài)和一個(gè)EPR糾纏態(tài)，我們提出了一個(gè)高效的遠(yuǎn)程制備一個(gè)任意的三比特的量子態(tài)的方案。利用一組合適的八比特的相互正交的測(cè)量基態(tài)，在一般的情形下，這個(gè)遠(yuǎn)