糾纏態(tài)的對(duì)稱與非對(duì)稱近似克隆的理論研究.pdf

1、量子信息學(xué)是量子力學(xué)與信息學(xué)的交叉學(xué)科，近年來(lái)發(fā)展非常迅速，已經(jīng)成為令人矚目的新興科學(xué)之一。由于量子信息在存儲(chǔ)、傳輸、操作等方面的獨(dú)特性質(zhì)，使得信息的存儲(chǔ)容量、通信的安全性和運(yùn)算能力等都有了質(zhì)的飛躍，量子信息將為信息產(chǎn)業(yè)帶來(lái)革命性的發(fā)展，因而成為新的研究熱點(diǎn)。1982年，Wootters和Zurek在《Nature》上提出了量子不可克隆定理，這條定理是量子理論發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，它確保了量子密鑰分配方案的安全性。直到1996年，Buz

2、ek和Hillery提出普適量子克隆方案，量子克隆得到了更多的關(guān)注，同時(shí)，極大的激發(fā)了科學(xué)界對(duì)量子克隆的研究熱潮。量子糾纏態(tài)是量子信息的重要信息資源，所以近幾年，對(duì)于糾纏態(tài)對(duì)稱與非對(duì)稱量子克隆的研究成為量子克隆研究的主要方向之一。
　　本論文首先介紹了量子克隆的主要分類，以及量子克隆領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展。然后采用量子遠(yuǎn)程克隆的方案，對(duì)兩體糾纏態(tài)與三體糾纏態(tài)分別進(jìn)行了1-2近似克隆的理論研究，主要取得以下幾個(gè)方面研究成果：
　

3、　1.基于單個(gè)量子信道，研究?jī)审wBell態(tài)、兩體未知糾纏態(tài)的量子克隆方案。發(fā)送者利用Bell基聯(lián)合測(cè)量、Hadamard變換和投影測(cè)量等方法完成對(duì)持有粒子的量子測(cè)量；接收者通過(guò)幺正變換、量子邏輯門對(duì)量子態(tài)進(jìn)行恢復(fù)。然后計(jì)算得出克隆輸出態(tài)的保真度均為65。
　　2.基于單個(gè)量子信道，對(duì)未知三體GHZ態(tài)的量子遠(yuǎn)程1-2近似克隆進(jìn)行研究。量子測(cè)量階段進(jìn)行兩次Bell基聯(lián)合測(cè)量；量子態(tài)恢復(fù)階段，根據(jù)輸入態(tài)的不同類型，先后引入C-NOT門與

4、Toffoli門，設(shè)計(jì)了兩種克隆方案，完成了對(duì)所有類型未知三體GHZ態(tài)的遠(yuǎn)程克隆，并計(jì)算了輸出態(tài)的保真度。證實(shí)提出的方案為普適克隆方案。
　　3.基于兩個(gè)量子信道，提出未知三體GHZ態(tài)的量子遠(yuǎn)程近似克隆方案。通過(guò)計(jì)算輸出態(tài)保真度，證實(shí)為相位不變的量子克隆，計(jì)算得到保真度值的范圍為[21/36，25/36]。并進(jìn)一步研究保真度與輸入態(tài)態(tài)參量的變化曲線圖。討論了單個(gè)量子信道與兩個(gè)量子信道克隆方案的優(yōu)劣，為進(jìn)一步研究糾纏態(tài)遠(yuǎn)程克隆量子信