噪声情况下的量子网络直接通信

提出和研究了噪声情况下的量子网络直接通信. 通信过程中所有量子节点共享多粒子Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)量子纠缠态; 发送节点将手中共享的GHZ态的粒子作为控制比特、传输秘密信息的粒子作为目标比特, 应用控制非门(CNOT)操作; 每个接收节点将手中共享GHZ 态的粒子作为控制比特、接收到的秘密信息粒子作为目标比特, 再次应用CNOT门操作从而获得含误码的秘密信息. 每个接收节点从秘密信息中提取部分作为检测比特串, 并将剩余的秘密信息应用奇偶校验矩阵纠正其中存在的比特翻转错误, 所有接收节点获得纠正后的秘密信息. 对协议安全、吞吐效率、通信效率等进行了分析和讨论.     

Quantum walk search algorithm for multi-objective searching with iteration auto-controlling on hypercube

Shenvi et al. have proposed a quantum algorithm based on quantum walking called Shenvi-Kempe-Whaley (SKW) algorithm, but this search algorithm can only search one target state and use a specific search target state vector. Therefore, when there are more than two target nodes in the search space, the algorithm has certain limitations. Even though a multi-objective SKW search algorithm was proposed later, when the number of target nodes is more than two, the SKW search algorithm cannot be mapped to the same quotient graph. In addition, the calculation of the optimal target state depends on the number of target states m. In previous studies, quantum computing and testing algorithms were used to solve this problem. But these solutions require more Oracle calls and cannot get a high accuracy rate. Therefore, to solve the above problems, we improve the multi-target quantum walk search algorithm, and construct a controllable quantum walk search algorithm under the condition of unknown number of target states. By dividing the Hilbert space into multiple subspaces, the accuracy of the search algorithm is improved from p_c=(1/2)-O(1/n) to p_c=1-O(1/n). And by adding detection gate phase, the algorithm can stop when the amplitude of the target state becomes the maximum for the first time, and the algorithm can always maintain the optimal number of iterations, so as to reduce the number of unnecessary iterations in the algorithm process and make the number of iterations reach $ t_{\rm f}=(\pi /2)\sqrt{2^{n-2}} $.     

基于置换群的多粒子环上量子行走的反馈搜索算法

在量子计算科学中,如何更好地构建量子搜索算法一直以来受到学者们的广泛关注,并且基于量子行走寻找新的搜索算法也仍吸引着学者们不断深入研究与探索.本文从减少搜索过程中的时间消耗、增加算法搜索的准确性和可控性等多方面进行考虑,提出了一种基于置换群的多粒子量子行走搜索算法.首先分析得到置换群在空间中可看成一个闭环,定义了置换集合,并且通过同构映射将数据点所在数据集映射到定义的置换集,使得置换集合中元素数据点形成一一对应的关系.其次,根据给定初始态和硬币算符,在数据点集与置换集合张成的搜索空间中利用多粒子的量子行走在环上进行目标数据搜索.最后,根据函数Φ(w)=1找到目标数据,并用量子态存储数值,用于形成搜索算法的反馈控制;同时通过控制硬币算符从而控制量子行走在环上的行走方向,增加搜索的可操作性与准确性.本文利用多粒子的量子行走进行搜索,分析得到粒子数量参数j与时间复杂度呈非线性负相关;提出的量子行走搜索算法符合零点条件与下确界条件,且不受变量数j的影响;通过数值分析得到量子行走搜索算法的时间复杂度等价于O(N^1/3),相比于Grover搜索算法提高了搜索效率.     

色味锁夸克物质与夸克星

讨论了零温、强磁场下基于准粒子模型的奇异夸克物质、色味锁夸克物质的热力学性质.结果表明色味锁夸克物质比奇异夸克物质更稳定,压强会随着色味锁态能隙常数的增大而增加.并且发现强磁场下磁星的最大质量会随着色味锁夸克物质的能隙常数的增加而增加,磁星的潮汐形变率会随着能隙常数的增加而增加,磁星最大质量的中心密度会随着能隙常数的增加而降低.结果还说明考虑色味锁态得到的磁星质量半径关系可以满足最近实验观测PSR J0740+6620, PSR J0030+0451,和HESS J1731-347所给出的质量半径约束.     

相对论重离子碰撞中π介子椭圆流劈裂

近年来,美国布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机上正在进行着束流能量扫描实验, STAR国际合作组的研究人员发现π介子椭圆流劈裂与电荷不对称度存在着线性关系.该现象被认为是手征磁波效应的重要信号.本文基于拓展的多相输运模型,利用三味Nambu-Jona-Lasinio (NJL)模型研究了构成π⁺和π^-介子不同的夸克同位旋平均场势,为解释π介子椭圆流劈裂与电荷不对称度线性关系的实验现象提供了新思路,可为同质异素体碰撞以及致密星体中夸克物质同位旋效应研究提供理论依据.