基于量子糾纏的若干遠程量子態(tài)制備方案的設計.pdf

1、量子力學與信息科學相結合產(chǎn)生了量子信息技術，有了它，很多利用經(jīng)典信息不能解決的問題都能夠完成。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中研究較早的領域，是量子信息學的一個非常重要的分支。它涵蓋了量子隱形傳態(tài)、遠程量子態(tài)制備、量子克隆等方案。
　　在量子信息學領域，作為量子力學與經(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程中扮演了一個不可或缺的角色。量子糾纏是一種十分奇特和不可

2、思議的物理現(xiàn)象:當多個量子子系統(tǒng)同時存在從而組合成一個復合型系統(tǒng)時，由于各子系統(tǒng)之間的量子糾纏的作用，測量任意一個子系統(tǒng)，測量得到的結果將隨著其他的子系統(tǒng)地測量參數(shù)變化而變化。在量子信息的處理過程中，量子糾纏是一種最常見也是最不可或缺的信息“資源”，它廣泛應用在遠程量子態(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的成果。但是，對多體系

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)，設計了一類量子通訊方案—遠程量子態(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，我們成功設計了一些簡單實用的遠程量子態(tài)制備的處理方案，主要有:
　　1.利用兩個W類量子態(tài)作為量子信道以及利用一個合適的POVM測量來代替正常的投影測量，我們提出了幾率性遠程制備一個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計算。結果顯示，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現(xiàn)。
　　2.基于一個四量子比特的cluster糾纏態(tài)和一個EPR糾纏態(tài)，我們提出了一個高效的遠程制備一個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量基態(tài)，在一般的情形下，這個遠