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。     

关于多比特电路量子动力学系统中光子自由度的消除方案研究

基于超导传输线和超导量子比特相互耦合的电路量子电动力学（quantumelectrodynamics,QED）系统,是研究固态量子信息和量子测量与控制的理想实验平台．本文在已有工作（单比特电路QED）基础上,进一步研究多比特电路QED系统．具体通过对两比特系统的量子测量和量子控制动力学的模拟,检验了“绝热消除”和“极化子变换”两种消除微腔光子自由度方法的适用条件．和单比特情况不同,我们特别检验了两比特系统Bell纠缠态的“确定性”制备问题．在量子路径水平上模拟发现,由于反馈操作引起量子比特状态翻转,使得极化子变换方法失效,它所导出的“有效测量算符”（其中含有非平庸的“宇称项”）此时也将变得没有意义．     

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。     

实现光子的远程量子操作

量子纠缠的非局域性质为量子信息应用提供了强有力的工具,利用量子纠缠态可以实现量子隐形传态、量子密集编码、量子密码、远程量子态制备、远程量子态测量.这里,我们将给出一个基于两粒子纠缠态的利用局域操作和经典通信的远程量子操作的实验方案.该方案可以实现对单光子偏振态在Bloch球空间中绕固定方向进行任意旋转操作,或者绕任意方向进行180度旋转操作.     

弱测量操作后的量子纠缠态的可逆性

对弱测量操作后的量子纠缠态实施可逆性操作,采用共生纠缠的方法度量纠缠态的强度,分析对比初始纠缠态强度和弱测量操作后的纠缠强度,探究对弱测量后的量子纠缠态逆转的可行性。以两体量子纠缠态为例,将处于纠缠态的两二能级原子分别置于高品质真空腔场中并进行弱测量操作和可逆性操作,研究两体系统量子纠缠态纠缠强度的动力学特性。数值分析表明,弱测量操作后通过可逆性操作可以实现系统量子纠缠的恢复,弱测量后量子态纠缠强度经可逆性操作可使其恢复到初始状态值,即通过可逆性操作方案可修复弱测量对量子态的干扰影响。     

二非正交纯态相混合的concurrence

导出了两量子比特中二非正交纯态相混合的concurrence 的明显表达式, 并作了验证. 推算表明，正交情形下的concurrence公式可以直接推广到非正交的情形. 讨论了两纯态相混合的最大纠缠混合态和一些重要特殊情形. 关键词： 量子纠缠 纯态 混合态 concurrence     

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。     

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。     

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.     

利用Bell态实现量子隐形传态

量子隐形传态利用了量子的纠缠特性,在物理层实现了不可破译的量子密码通信.文章从信息论的角度描述了量子纠缠态的特性,给出了实现量子纠缠态的物理门线路;利用该量子纠缠态的量子线路,分析隐形传态的通信模型,给出了利用Bell态实现隐形传态的简单结构的量子线路,证明该量子线路是可行的,为进一步研究量子密码通信提供参考.     

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Λ型原子与双模腔场的相互作用进行量子信息处理

利用Λ型三能级原子与一个两模腔场在两光子共振和单光子大失谐条件下的相互作用模型，给出了制备两个和三个远距离的腔场的纠缠态和如何实现一个量子比特的原子态的远距离转移、纠缠态的转移的方案；同时找到了一种不用进行Bell基测量而实现纠缠交换的方法；构造了实现量子交换门的操作.最后对实验的可行性进行了分析. 关键词： 量子信息处理 Λ型原子 双模腔场 相互作用     

一种对于接收者更优的三能级两粒子态控制隐形传态方案

建立了一个基于非最大纠缠量子信道的三能级两粒子的概率隐形传态的方案.在本方案中概率隐形传态的实现应用了新的正交完备测量基来代替传统的Bell基,我们用三能级量子纠缠态作为通道.这是和前人的隐传方案所不同的.我们所提出的方案对于接受者来说更加方便、简洁,使用者能够通过较少的操作来实现通信.     

单光子纠缠态的纠缠转移和量子隐形传态

使用光学分束器和单光子源,利用单光子态和真空态制备出了纠缠单光子态.利用光学分束器作用和单光子探测,实现了三个通讯伙伴之间的纠缠转移.提出了一个关于纠缠单光子态的量子隐形传态方案.在这个方案中,被传送的是一个未知的单光子纠缠态.通讯双方使用的量子信道是两个单光子纠缠态.通过使用分束器作用和对输出态进行光子测量以及在经典信息的帮助下,纠缠转移和量子隐形传态的过程被完成.     

基于腔QED的多用户间的多原子量子信道的建立

提出基于腔QED技术的多用户间的多原子W态和GHZ态量子信道的建立方案.在量子网络的空闲时段,各个用户和量子交换机共享EPR对.量子交换机通过原子和腔场的相互作用将两个EPR对制备成W态,再与另一个EPR对进行纠缠交换,经过直接测量后为用户建立三原子W态量子信道;同时讨论了四用户间的W态量子信道的建立方案.量子交换机对三个EPR对进行纠缠交换,将三个原子同时与腔场作用,经过直接测量后为用户建立三原子GHZ态量子信道;并将此方法推广到N个用户间的GHZ态量子信道的建立. 关键词： 腔QED 量子信道 量子交换机 纠缠交换     

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.     

场与非线性介质原子相互作用模型的量子纠缠动力学特性

在场和非线性介质原子相互作用模型下, 利用concurrence和约化Neumann熵两种纠缠量度, 研究推广的二项式场态和原子基态的量子纠缠动力学. 结果表明concurrence与约化Neumann熵是正关联占优势; 在合适的条件下, 纠缠在较长时间内几乎是不变的. 这有利于量子信息过程. 关键词： 推广的二项式态 concurrence 约化Neumann熵     

三粒子纠缠相干态的隐形传态

提出了一个利用一个两粒子最大纠缠相干态和一个三粒子纠缠相干态作为量子信道进行三粒子纠缠相干态隐形传态的方案.该方案只需线性光学操作和双模光子数测量.计算结果表明,应用本方案的设置,隐形传态成功的概率与所用的相干态的平均光子数有关,反映了纠缠相干态的非正交特性.     

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。