量子隱形傳態(tài)的理論研究.pdf

1、量子密碼通信是最近二十多年發(fā)展起來的一種新的通信技術(shù)，它利用量子特性，如不可克隆定理，海森堡測不準(zhǔn)原則，非正交態(tài)不能可靠區(qū)分定理等來得到或提高通信的保密性。經(jīng)典密碼通信的最大隱患是被人破譯而不被察覺，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。與經(jīng)典密碼通信不同，量子密碼通信的安全性不是基于計算的復(fù)雜性，而是植根于量子物理的基本特性來確立合法通信者較之竊聽者的信息優(yōu)勢，從而確保通信安全。在量子通信中，隱形傳態(tài)和密集編碼是其中的兩個重要部分，隱形傳態(tài)是利用經(jīng)典輔

2、助的方法傳送未知的量子態(tài)，而量子密集編碼則是利用量子信道傳送經(jīng)典比特信息。
　　 本文首先介紹了量子隱形傳態(tài)和密集編碼的基本理論，然后對量子隱形傳態(tài)和密集編碼創(chuàng)新研究如下：
　　 一.討論量子隱形傳態(tài)及變換算符之間的關(guān)系：
　　 （1）對利用單個兩粒子及單個三粒子糾纏態(tài)作為量子信道實現(xiàn)三粒子糾纏W態(tài)的隱形傳態(tài)方案進(jìn)行討論。由波函數(shù)的疊加原理與算符變換出發(fā)，將體系的總量子量按照Bell基展開實現(xiàn)量子隱形傳態(tài)，給出了

3、變換算符與實際操作算符之間的聯(lián)系，驗證了變換算符可逆是成功實現(xiàn)三粒子糾纏W態(tài)隱形傳態(tài)的必要條件。
　　 （2）研究了d—級，n—粒子隱形傳態(tài)及量子態(tài)算符變換之間的關(guān)系。利用部分糾纏態(tài)以及利用d—級n+1—粒子態(tài)作為量子信道對d—級，n—粒子態(tài)的隱形傳態(tài)方案進(jìn)行討論，分別將體系的總量子態(tài)按照擴展Bell基展開，給出了變換算符與實際隱形傳態(tài)過程中操作幺正算符之間的聯(lián)系，同時驗證了變換算符可逆是成功實現(xiàn)d—級，n—粒子態(tài)的必要條件，分

4、析了兩種協(xié)議的優(yōu)缺點。
　　 二.討論完美隱形傳態(tài)和密集編碼：
　　 （1）先提出一個完美隱形傳態(tài)和密集編碼協(xié)議，利用一類滿足一定條件的特殊態(tài)進(jìn)行x|0>（）N+y|1>的完美隱形傳態(tài)和密集編碼，發(fā)送者通過發(fā)送N-2量子比特可以傳送N比特的經(jīng)典信息。
　　 （2）提出了n粒子量子比特糾纏態(tài)對任意單粒子量子比特完美隱形傳態(tài)和密集編碼的充要條件，說明發(fā)送者通過傳輸—量子比特能夠傳輸兩比特的經(jīng)典信息。
　　 （