糾纏相干態(tài)的量子信息學(xué)研究.pdf

1、量子信息學(xué)是量子力學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合而產(chǎn)生的叛的研究領(lǐng)域。量子信息學(xué)在許多方面有著經(jīng)典信息學(xué)所無法比擬的優(yōu)勢，比如在提高運(yùn)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(xué)有可能突破現(xiàn)有的經(jīng)典信息系統(tǒng)的極限。近年來，人們?cè)诹孔有畔W(xué)的理論和實(shí)驗(yàn)方面取得了驚人的進(jìn)展，該研究領(lǐng)域已引起人們的廣泛關(guān)注。量子通信是量子信息學(xué)的一個(gè)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(jīng)過近二十年的發(fā)展，它已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)重要而又富有活力的研究領(lǐng)域，是實(shí)現(xiàn)量子遠(yuǎn)程通訊和量子計(jì)算的必要步驟，是量子力學(xué)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(yīng)用。它是量子非局域性最切實(shí)的證明，在量子信息學(xué)其他方面也有很重要的應(yīng)用。量子隱形傳態(tài)根據(jù)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(jié)構(gòu)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?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域也作了一些研究。對(duì)量子隱形傳態(tài)的深入研究不僅對(duì)量子信息的發(fā)展有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而且也可使人們對(duì)量子力學(xué)的基本問題有更深入的理解。 本文主要呈現(xiàn)本人在攻讀碩士學(xué)位期間利用分束器和相移器等線性光學(xué)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(nèi)容如下： 1.我們研究了使用分束器和相移器等量子光學(xué)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(gè)高效的三體糾纏相干態(tài)的傳輸方案，該方案利用一個(gè)兩體最大糾纏相干態(tài)和一個(gè)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(shí)驗(yàn)上更容易實(shí)現(xiàn)。 3.我們利用一個(gè)兩體最大糾纏相干態(tài)和一個(gè)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(gè)關(guān)于連續(xù)變量的實(shí)驗(yàn)上可行