基于六粒子最大纠缠态的双向控制隐形传态方案(英文)EI北大核心CSCD

提出了一个利用六粒子最大纠缠态作为纠缠资源的双向量子控制隐形传态方案.该理论方案中,六粒子最大纠缠态作为量子通道来连系着合法的三方——通信双方和控制方,通信双方既是发送方同时也是接收方.传输过程中,Alice传输一个任意单粒子态a给Bob的同时Bob也传输一个任意的单粒子态b给Alice;由控制方Charlie来控制和协助通信双方完成最终的量子态的交换;Bob先对自己手中的粒子作一个幺正操作,用户双方再各自对自己手中的粒子执行Bell基测量,测量完成后通过经典信道将自己的测量结果公开宣布,用户双方根据对方所公布的测量结果做相应的幺正操作,从而成功地实现双向量子控制隐形传态.     

基于cluster态任意单粒子态可控量子信息共享

基于cluster态具有较强的纠缠顽固性,提出两个利用四粒子cluster态传送任意单粒子态的量子信息共享方案.第一个方案中发送者Alice、控制者Charlie和接收者Bob共享一个四粒子纠缠态,首先Alice对自己拥有的粒子执行一个三粒子Von-Neumann联合测量,然后Charlie对其拥有粒子执行Z基测量,最后Bob根据发送者和控制者的测量结果,对所拥有的粒子做适当的幺正变换,就能重建共享的单粒子任意态.第二个方案利用一个辅助粒子,发送者Alice、控制者Charlie只需做Bell基测量,Bob通过比特位翻转和幺正变换即可得到Alice传送的量子态.与已有方案相比,两方案信息共享的成功概率为100%,且只需四粒子cluster态为载体,可在目前实验室技术条件下实现.     

基于GHZ纠缠态实现纯EPR对的双向量子隐形传态

提出了一种基于Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)纠缠态进行纯EPR对双向隐形传态的方案.通过使用纠缠交换技术,通信双方Alice和Bob共享两对三粒子GHZ纠缠态来构建量子信道.方案中通过使用受控非门操作,单量子位测量以及适当的幺正操作,通信双方可以同时发送一个纯EPR对给对方.故相比仅可以传送单一量子态的方案更经济.     

利用可控量子门在非对称多体纠缠通道中实现量子态隐形传输网络

本文通过一系列的双量子位逻辑门构造非对称多体量子纠缠态。以此态作为量子隐形传输通道,利用全局幺正操作和定域性测量,我们可以让未知态在任意一个接收端重现,从而实现量子信息一对多的网络式传输。同时,充分考虑实际量子系统的局域环境噪声对量子传输效率的影响。     

三能级单量子态控制双向量子隐形传态

采用张量表示和广义三维贝尔基测量的方法,提出了实现三能级单量子态控制双向量子隐形传态的协议.协议中,控制者Carol的量子态为任意广义三维贝尔基.选择六粒子纠缠态作为量子通道,并给出了判断任意六粒子纠缠态能否作为量子通道的必要条件.基于该条件,借助SO(3)群元素的幺正性,选择其任意两个元素作为幺正矩阵,给出了构建量子通道的一般方法.列举了两个具体构建量子通道的例子,其中Alice、Bob、Carol共同作用,进行相应的广义三维贝尔基测量和对应的幺正变换,最终实现了Alice和Bob之间量子态的交换,从而验证了所提协议的可行性.     

基于四粒子GHZ态的可控量子双向隐形传态及安全性

提出一个基于四粒子GHZ纠缠态实现未知单粒子态的可控量子双向传态方案.通信双方Alice和Bob以及控制方事先密享两对四粒子GHZ纠缠态以构建量子信道,根据纠缠粒子的不同分发方式,以及测量时所选择的不同测量基,可以分别实现三方和四方参与的可控量子双向传态.通信开始后,Alice和Bob分别对自己拥有的部分粒子作量子投影测量,若控制方同意双方通信,则对自己拥有的粒子作测量并通过经典信道公布测量结果.通信双方根据控制方公布的测量结果对各自的某个粒子作相应的幺正变换,即可在己方的粒子上重建对方待传的量子态.由于第三方Charlie以及第四方Dennis的加入,整个双向传态的安全性大为提高.     

二粒子纠缠态(EPR对)的量子隐形传送

采用三粒子最大纠缠态作辅助量子信道,定义出能被Alice作联合测量的四个特殊的"GHZ"态,Bob实施简单操作,两粒子纠缠态(EPR对)的量子隐形传递顺利达成.     

退相干条件下两比特纠缠态的量子非局域关联检验

量子纠缠态的量子非局域关联特性在当前量子信息和量子计算协议中起着重要的作用.然而,任何实际的物理系统都不可避免地与周围环境相互作用,使得在量子信道中的传输过程中,量子态会发生相干性退化,进而弱化量子态的量子非局域关联特性.本文利用一种基于Hardy-type佯谬的高概率量子非局域关联检验方案,分别研究了两比特偏振纠缠态在经过振幅阻尼信道(ADC)、相位阻尼信道(PDC)和退极化阻尼信道(DC)后的量子非局域关联检验情况.研究结果表明,DC传输信道对量子态的量子非局域关联检验特性影响较大,而PDC传输信道对量子态的量子非局域关联检验特性影响较小.最后,本文还给出了利用弱测量结合弱测量反转操作克服ADC退相干时,偏振纠缠态成功进行量子非局域关联检验的条件.结果表明,当弱测量的强度增大时,可有效地降低ADC退相干效应对偏振纠缠态成功进行量子非局域关联检验造成的影响.     

双向隐形传态方案及安全性分析

提出了一种用Bell纠缠态作为量子信道,实现双向隐形传态的方案.通信双方Alice、Bob事先共享二对Bell纠缠态,通信开始后,Alice、Bob分别对自己拥有的部分粒子作Bell基联合测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方.Alice、Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上,再现对方要传的量子态信息,从而实现双向传态的目的.为了提高量子双向隐形传态的安全性,加入第三方控制,分析表明,通过增加控制方的粒子数可以增加系统的安全性,但增加到一定数量后,将无助于量子信道安全性的提高.     

利用部分纠缠的特殊二粒子W态和部分纠缠的二粒子态传送二粒子纠缠态

提出了利用部分纠缠的特殊二粒子W态和部分纠缠的二粒子态组成量子信道,隐形传送一个二粒子纠缠态的方案。发送者进行两次Bell基测量,接受者先在{|0〉,|1〉}基下进行一次测量,然后实施一次控制—非操作,最后引进一个辅助粒子并进行一组适当的幺正变换操作,便可以一定的概率实现二粒子纠缠态的隐形传送。分析表明:当量子信道处于最大纠缠,即信道由一个特殊二粒子W态和一个Bell态组成时,本方案的传输概率达到2/3,传输效果介于完全由W态组成量子信道与完全由Bell态组成量子信道的方案之间。     

A Voting Protocol Based on the Controlled Quantum Operation Teleportation

Based on the controlled quantum operation teleportation, a secure voting protocol is proposed in this paper. Genuine four-qubit entangled state functions as the quantum channel. The eligible voter’s quantum operation which represents his vote information can be transmitted to the tallyman Bob with the help of the scrutineer Charlie. Voter’s quantum identity authentication provides the anonymity of voters’ID, which is ensured by a zero-knowledge proof of the notary organization CA. Charlie’s supervision in the whole voting process can make the protocol satisfy verifiability and non-reusability so as to avoid Bob’s dishonest behaviour. The security analysis shows that the voting protocol satisfies unforgeability, and has great advantages over some relevant researches. Additionally, the quantum operation can be transmitted successfully with the probability 1, which can make the protocol reliable and practical.     

Optimal Schemes for Quantum Teleportation of Ten-Qubit State

A teleportation protocol for certain class of ten-qubit state by utilizing an eight-qubit entangled state as a quantum channel has been proposed. In this paper, we present an optimal scheme for the teleportation of a ten-qubit state by using a stochastic local operation and classical communication(SLOCC) equivalent to four-qubit χ state as entanglement channel. Only von Neumann type measurement, controlled-not (CNOT) operations and appropriate unitary operations are needed in this scheme. Receiver Bob can reconstruct the initial state by introducing the appropriate unitary transformation and auxiliary particles.

     

控制的量子隐形传态和控制的量子安全直接通信

我们提出了一个控制的量子隐形传态方案。在这方案中，发送方Alice 在监督者Charlie的控制下以他们分享的三粒子纠缠态作为量子通道将二能级粒子未知态的量子信息忠实的传给了遥远的接受方Bob。我们还提出了借助此传态的控制的量子安全直接通信方案。在保证量子通道安全的情况下， Alice直接将秘密信息编码在粒子态序列上，并在Charlie控制下用此传态方法传给Bob。Bob可通过测量他的量子位读出编码信息。由于没有带秘密信息的量子位在Alice 和Bob之间传送，只要量子通道安全， 这种通信不会泄露给窃听者任何信息， 是绝对安全的。这个方案的的特征是双方通信需得到第三方的许可。     

Probabilistic teleportation of an arbitrary GHZ-class state with a pure entangled two-particle quantum channel and its application in quantum state sharing

This paper presents a scheme for probabilistic teleportation of an arbitrary GHZ-class state with a pure entangled two-particle quantum channel. The sender Alice first teleports the coefficients of the unknown state to the receiver Bob, and then Bob reconstructs the state with an auxiliary particle and some unitary operations if the teleportation succeeds. This scheme has the advantage of transmitting much less particles for teleporting an arbitrary GHZ-class state than others. Moreover, it discusses the application of this scheme in quantum state sharing.     

基于(2m+1)粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态(英文)

提出了一个基于高维2m+1粒子纠缠态的任意m粒子态量子可控离物传态方案,发送方Alice对需传送的未知态量子系统和手中的纠缠粒子执行m个广义Bell基测量,控制方执行广义X基测量,依据预先共享量子纠缠态非定域相关性,接收方对手中的粒子执行相应的幺正操作就可以重建原来未知量子态.与其他方案相比,方案减少了任意高维多粒子态可控离物传送所需传送粒子数.我们进一步讨论了基于纯纠缠信道的概率量子可控离物传态方案,通过与发送方和控制方合作,接收方只需对手中的纠缠粒子和引入的附加粒子执行联合幺正演化和投影测量,就可以在他的粒子上概率的重建原来的未知量子态,最后,方案计算讨论了基于纯纠缠态量子可控离物传态成功概率与信道纠缠度之间的关系.     

Teleportations of Mixed States and Multipartite Quantum States

In this paper, we propose a protocol to deterministically teleport an unknown mixed state of qubit by utilizing a maximally bipartite entangled state of qubits as quantum channel. Ira non-maximally entangled bipartite pure state is employed as quantum channel, the unknown mixed quantum state of qubit can be teleported with 1 -√ 1- C^2 probability, where C is the concurrence of the quantum channel. The protocol can also be generalized to teleport a mixed state of qudit or a multipartite mixed state. More important purpose is that, on the basis of the protocol, the teleportation of an arbitrary multipartite （pure or mixed） quantum state can be decomposed into the teleportation of each subsystem by employing separate entangled states as quantum channels. In the case of deterministic teleportation, Bob only needs to perform unitary transformations on his single particles in order to recover the initial teleported multipartite quantum state.     

Probabilistic teleportation of multi-particle partially entangled state

Utilizing the generalized measurement described by positive operator-wlued measure, this paper comes up with a protocol for teleportation of an unknown multi-particle entangled （GHZ） state with a certain probability. The feature of the present protocol is to weaken requirement for the quantum channel initially shared by sender and receiver. All unitary transformations performed by receiver are summarized into a formula. On the other hand, this paper explicitly constructs the efficient quantum circuits for implementing the proposed teleportation by means of universal quantum logic operations in quantum computation.     

通过纠缠交换实现N粒子任意态的概率传态

量子隐形传态的杰出安全特性使其在未来的通讯领域充满潜力.量子力学的不确定性原理和不可克隆定理禁止对量子态进行直接复制,因此,量子隐形传态将量子态划分为经典和量子两部分,信息分别经由经典和量子通道从发送者Alice传递给远方的接收者Bob,根据这两种信息,Bob实行相应操作就可以以一定的几率重建初始传送态.利用一般意义的隐形传态方案,提出一种简便的新方法实现了一个N粒子任意态的概率传态.方法采用N个非最大纠缠的三粒子GHZ态作为量子通道,避免了引入额外的辅助粒子.为了实现传态,Alice将所有粒子分成N份,对第i份的粒子对(i,x_i)实行Bell测量并将结果通过经典通道通知Bob,Bob对粒子(y_i,z_i)进行相应的操作就可以完成第i个粒子信息的传送.当完成N次相似的重复操作后,Bob就可以准确地重建初始传送态.文中以Bell态测量为基本手段,重复的操作同时也降低了实验难度,作为一个特例,文中给出了一个两粒子任意态的传态方案.