用一个纠缠态实现多粒子纠缠态的量子隐形传送

提出分别在二维和高维系统中利用一个纠缠态作量子通道实现M粒子纠缠态的量子隐形传送方案. 该方案有多个接收者,通过控制引进辅助粒子数,可以任意调节传送后的纠缠态在各接收者之间的粒子数分布, 且成功传送的概率为1. 关键词： 量子隐形传态 纠缠态 量子通道     

N粒子量子纠缠态的隐形传送

该文提出了一个利用N对二粒子纠缠态作为量子通道实现N粒子纠缠态的隐形传送的方案.发送者对需传送的N粒子量子态与属于自己的纠缠对中的粒子分别进行N次Bell基测量,并将测量结果通过经典通道告诉接受者,接受者根据这些信息对自己拥有的N个粒子进行相应的联合幺正变换,可使这N个粒子处于待发送的原始量子态,从而实现概率为1的量子态的隐形传送.     

利用三粒子部分纠缠GHZ 态和二粒子纠缠态概率隐形传送任意二粒子态

我们提出了利用三粒子非最大纠缠GHZ态和二粒子非最大纠缠态从一个发送者概率隐形传送任意未知二粒子态至两个接收者中的一个的方案。发送者进行两次Bell-state 测量，接收者以另一个可能的接收者进行的Hadamard操作和投影测量的结果为条件引入两个适当的幺正变换就可以概率隐形传送任意未知二粒子态。     

利用两个EPR态完全隐形传输四粒子W态

为了减少量子隐形传态中的测量次数和运算量,提出了一个利用两个EPR对作为量子信道,实现四粒子W纠缠态的隐形传输的方案.发送者Alice只需利用16个正交完备测量基对要传送的未知四粒子纠缠W态和两个EPR对中属于自己的粒子做一次正交完备基测量,然后将测量所产生的16种塌陷态结果通过经典信道告知接收者,接收者Bob根据这些信息,通过引入两个辅助粒子B3B4,并对手中拥有的粒子做适当的Toffoli门、C-Not门、Pauli-X门、Pauli-Z门变换,就能将16种畸变态全部恢复到发送者Alice欲传送的未知四粒子原始量子态,从而以100%的概率实现四粒子纠缠W态的隐形传输.利用量子力学波函数的叠加原理和变换算符的思想,很容易得出正交完备基测量后的16种塌陷态表达式和接收者Bob所做的由量子门组成的幺正变换的表达式.该方案中由于采用了正交完备基测量的方法,大大减少了发送者所需要做的测量计算,而且整个方案只需要一次正交完备基测量和由各种量子逻辑门组成的简单幺正变换,实现更为容易.     

任意 n 粒子纠缠态的概率传送及其量子逻辑线路

采用n对两粒子非最大纠缠态作为量子通道,使用纠缠交换的方法实现了n粒子任意纠缠态的概率隐形传送。在传输过程中,发送者Alice对自己所拥有的粒子进行贝尔基测量,并将测量结果通过经典通道通知远方的接收者Bob,Bob根据所获取的信息对他的粒子实行相应的幺正变换以恢复原始的粒子信息态,从而成功实现隐形传送。该方案将所有参与传送的粒子划分为n个单元,将对n 1个粒子在2n 1维基下的复杂联合幺正操作分解为n次类似的重复操作,每次重复都是对两个粒子在四维基下的简单操作,大大降低了实验实现的难度。设计了n粒子量子态概率传送的量子逻辑线路,并对每组重复操作的单元线路做了提取。传送成功的总概率为2n∏ni=1ci2。     

利用三粒子W态隐形传送三粒子GHZ态

提出一个三粒子GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)态从发送者传送给两个接收者中任意一个的量子隐形传送方案。此方案用两个三粒子W态作为量子信道。若发送者进行两次贝尔态测量和阿达码门操作,想得到所需传送的三粒子GHZ态的接收者引进一个辅助粒子,进行控制-非操作,同时根据另一个接收者的测量结果实施一个适当的幺正变换操作,可以一定的概率成功地隐形传送三粒子GHZ态。同时,此方案可推广至隐形传送n粒子GHZ态,这时也只需用两个三粒子W态作为量子信道,但这时想得到所需传送的n粒子GHZ态的接收者需引进(n-2)个辅助粒子,进行(n-2)次控制非操作,同时根据另一个接收者的测量结果实施一个适当的幺正变换操作,可以一定的概率成功地隐形传送n粒子GHZ态。     

量子隐形传态的类簇态信道方案(英文)

提出了利用一个四粒子类簇态来实现一个任意两粒子态的隐形传送方案.如果接受者能根据发送者提供的测量信息对量子态实施一个合适的幺正变换,那么隐形传送就能以一定的概率实现.由于该方案中充当量子信道的是部分纠缠态,因此该方案比以前基于最大纠缠态的方案更具有现实意义.同时研究导出一个重要的结论:可以从一个四粒子类簇态(部分纠缠态)中以一定的概率提取出一个四粒子簇态(最大纠缠态),这个概率等于成功隐形传态的概率.     

通过幺正操作传送未知两个三能级粒子纠缠态

我们提出一个把未知的两个三能级粒子纠缠态传送给两个接收者的方案,该方案使用一个未知的五个三能级粒子纠缠态作为量子通道。必须指出该方案能够推广到传送未知的N个三能级粒子纠缠态给M个接收者的情况,使用的是未知(N.M 1)个三能级粒子纠缠态作为量子通道。在传送过程中,需要执行适当的幺正操作和(N.M 1)次独立测量,而且该方案不涉及Bell态测量。     

三粒子任意态的量子隐形完全传送

提出一个利用六粒子非贝尔对量子通道对一个任意的三粒子量子态进行隐形传送的方案.发送者Alice对需传送的三粒子量子态与属于自己的纠缠对中的三粒子进行三次Bell基测量,并将测量结果通过经典通道告诉接受者,接受者Bob根据这些信息对自己拥有的粒子进行Toffoli变换,就可使这三粒子处于待发送的原始量子态,从而实现概率为1的量子态隐形传送.利用变换算符的思想,很容易得出塌陷态的表达式以及接受者Bob所做的幺正变换的表达式.     

利用三粒子W态隐形传送任意三粒子W态

提出一个任意三粒子W态从发送者传送给两个接收者任意一个的量子隐形传送方案.该方案用三个三粒子W态作为量子信道,且有两种方法实现传送目的.若发送者进行三次Bell态测量,想得到所需传送三粒子W态的接收者根据发送者的Bell态测量结果和另一个接收者在计算基{|0>,|1>}下的测量结果实施适当的幺正变换操作,就可以一定概率成功地隐形传送三粒子W态;分析表明如果改变操作秩序,成功实现量子隐形传态的概率不会受到影响.同时,该方案可推广至隐形传送N(N≥4)粒子W态,这时需要用N个三粒子W态作为量子信道.发送者做N次Bell态测量,接收者根据如前所述的所有测量结果实施相应的幺正变换,即可完成对N粒子W态的隐形传送.     

量子隐形传态的类簇态信道方案

提出了利用一个四粒子类簇态来实现一个任意两粒子态的隐形传送方案.如果接受者能根据发送者提供的测量信息对量子态实施一个合适的幺正变换,那么隐形传送就能以一定的概率实现.由于该方案中充当量子信道的是部分纠缠态,因此该方案比以前基于最大纠缠态的方案更具有现实意义.同时研究导出一个重要的结论：可以从一个四粒子类簇态（部分纠缠态）中以一定的概率提取出一个四粒子簇态（最大纠缠态）,这个概率等于成功隐形传态的概率.     

通过四个纠缠态粒子来实现未知的三个纠缠态粒子的量子几率隐形传输

提出一种分别利用四个三态粒子的最大纠缠态和非最大纠缠态作为量子通道来传输一未知的三个三态粒子纠缠态的方案.首先考察量子通道是最大纠缠态的情况,然后进一步考察量子通道是非最大纠缠态的情况,同时发现在后者情况时,通过引进一个辅助粒子,并构造一幺正变换矩阵,即可以一定的几率完成该三态粒子纠缠态的隐形传输.     

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.     

利用拉曼型的Jaynes-Cummings模型传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送、尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用，提出了一种隐形传送两比特未知原子态的方案，在此方案中，用两个两粒子纠缠态代替一个三粒子纠缠态作为量子信道，而且此方案可推广到隐形传送N比特的未知原子态。     

光子四维量子态隐形传输

多维量子纠缠态比二维纠缠态可加载更多的信息,多维量子系统是量子信息处理中一个很重要的资源.本文采用已实现的光子四维纠缠态,给出了光子四维量子态的张量表达式,并描述了四维量子态隐形传输的一般表示方法;通过讨论光子四维量子态系统的量子通道参数矩阵和测量矩阵的特性,得到实现完全传输和非零概率传输的充要条件.最后,本文给出在多种量子通道下的四维态的量子隐形传态方案,这一过程在张量分析表示下十分清晰明了.     

利用Raman相互作用传送两比特的未知原子态

实现量子态的隐形传送,尤其是多比特量子态的隐形传送在量子信息领域中有非常重要的作用。本文提出了一种隐形传送两比特未知原子态方案。在此方案中,用一个三粒子纠缠态作为量子信道,传送两比特未知原子态。     

光子四维量子态隐形传输

多维量子纠缠态比二维纠缠态可加载更多的信息,多维量子系统是量子信息处理中一个很重要的资源,本文采用已实现的光子四维纠缠态,给出了光子四维量子态的张量表达式,并描述了四维量子态隐形传输的一般表示方法；通过讨论光子四维量子态系统的量子通道参数矩阵和测量矩阵的特性,得到实现完全传输和非零概率传输的充要备件,最后,本文给出在多种量子通道下的四维态的量子隐形传态方案,这一过程在张量分析表示下十分清晰明了.     

二粒子部分纠缠未知态的量子受控传递

提出了二粒子部分纠缠态的量子隐形传递控制方案.在该方案中,以四个二能级粒子GHZ态作为量子通道,把量子通道中的一个粒子作为控制粒子.在传递者和控制者进行一系列的量子操作和测量之后,根据他们的测量结果,接收者再进行适当的变换就能得到待传递粒子的量子态.     

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.     

三能级单量子态控制双向量子隐形传态（英文）

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.