量子隐形传态

量子隐形传态是目前量子信息中人们关注的热门课题之一,它是量子信息理论的重要组成部分,也是量子计算的基础。文章阐述了标准量子隐形传态和概率量子隐形传态的基本理论以及EPR效应,Bell基测量等相关的概念,同时给出一种实现隐形传态的量子电路,并介绍了当前理论与实验的研究进展。     

利用三粒子纠缠态建立量子隐形传态网络的探讨

利用W态纠缠源可以产生三纠缠粒子，用这些相互纠缠的粒子作为量子信道，再辅以经典信道传送Bell基联合测量信息和von Neumann测量信息，便可实现量子隐形传态网络.基于上述思想，研究了三纠缠粒子量子隐形传态网络的物理基础，得到了基于三粒子W 关键词： 量子通信 量子隐形传态 W态')" href="#">W态     

量子信息科学在中国科学技术大学的兴起和发展

文章介绍了中国科学技术大学的量子信息科学研究是如何兴起和发展的;着重介绍了在量子信息的基础理论、量子密码、量子纠缠、量子隐形传态、量子处理器和量子信息的应用等方面所取得的研究成果.     

基于量子隐形传态的量子保密通信方案

量子保密通信包括量子密钥分发、量子安全直接通信和量子秘密共享等主要形式.在量子密钥分发和秘密共享中,传输的是随机数而不是信息,要再经过一次经典通信才能完成信息的传输.在量子信道直接传输信息的量子通信形式是量子安全直接通信.基于量子隐形传态的量子通信(简称量子隐形传态通信)是否属于量子安全直接通信尚需解释.构造了一个量子隐形传态通信方案,给出了具体的操作步骤.与一般的量子隐形传态不同,量子隐形传态通信所传输的量子态是计算基矢态,大大简化了贝尔基测量和单粒子操作.分析结果表明,量子隐形传态通信等价于包含了全用型量子密钥分发和经典通信的复合过程,不是量子安全直接通信,其传输受到中间介质和距离的影响,所以不比量子密钥分发更有优势.将该方案与量子密钥分发、量子安全直接通信和经典一次性便笺密码方案进行对比,通过几个通信参数的比较给出各个方案的特点,还特别讨论了各方案在空间量子通信方面的特点.     

多用户量子隐形传态网络分析

量子隐形传态是量子信息处理技术中最重要的协议之一,最早的量子隐形传态发生在两用户之间。随着量子信息研究的深入发展,人们提出多用户量子隐形传态网络是未来量子互联网的基础。到目前为止,确定性量子隐形传态已经在三用户网络中得到了证明,多用途、确定性、涉及更多用户的量子隐形传态网络需要被进一步研究。本文提出利用四组份Greenberger-Horn-Zeilinger(GHZ)纠缠态光场来实现多用途量子隐形传态网络的构建方案,该方案可以实现不同用户的组合变换,根据组合形式不同,实现一个子网或者两个子网的多用途量子隐形传态网络。我们的方法灵活、可扩展,并将为复杂量子通信和量子计算协议的演示提供一个通用平台。     

奥地利物理学家安东·蔡林格与量子信息

量子信息科学目前是全球一大热点,其中包括量子通信和量子计算.量子特有的纠缠特性是量子信息可行的基础,而量子隐形传态是实现量子通信的一种重要方法.在有关量子信息的研究中,奥地利物理学家安东·蔡林格是个不可忽略的人物.本文介绍了蔡林格的主要研究经历,以及他在量子信息领域的突出贡献,包括实现多粒子纠缠和量子隐形传态,同时对他研究道路上的一些关键人物做了介绍.     

利用热平衡态超导电荷量子比特实现量子隐形传态

本文利用处于热平衡态的两个相同超导电荷量子比特纠缠态作为量子隐形传态的信道,给出标准量子隐形传态协议下传递单量子比特态和两量子比特态的纠缠以及非标准协议下传递单量子比特态时平均保真度的解析表达式,研究其随温度、约瑟夫森能等系统参数的变化情况．计算结果表明,在标准量子隐形传态协议下传递两量子比特之间的纠缠以及非标准量子隐形传态协议下传递单量子比特态时可以实现接近理想的量子隐形传态．     

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.     

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.     

基于双模压缩信道的双模高斯态量子隐形传态

研究了双模高斯态的两个模经由两个双模压缩量子信道的隐形传态.结果表明，当输入态有纠缠时，若要输出态的纠缠不为零，量子信道的纠缠必须大于一确定值，其大小在输入态为纯态时依赖于输入态的纠缠度；在输入态为混合态时不仅与输入态的纠缠有关，还依赖于输入态的整体纯度. 关键词： 量子隐形传态 量子纠缠 双模高斯态     

量子无线广域网构建与路由策略

提出了一种基于多阶量子隐形传态的量子路由方案, 在量子移动终端之间没有共享纠缠对的情况下, 仍然可以完成量子态的无线传输. 该量子路由方案可以用来构建量子无线广域网, 其传输时延与所经过的链路距离和基站数目无关, 传输一个量子态所需的时间与采用量子隐形传态所需的时间相同. 因此, 从数据传输速率的观点来看, 该方案优于基于纠缠交换的量子路由方案. 关键词： 量子通信 多阶量子隐形传态 量子路由 量子无线广域网     

Bidirectional multi-qubit quantum teleportation in noisy channel aided with weak measurement

Recently,bidirectional quantum teleportation has attracted a great deal of research attention.However,existing bidirectional teleportation schemes are normally discussed on the basis of perfect quantum environments.In this paper,we first put forward a bidirectional teleportation scheme to transport three-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ) states based on controled-not(CNOT) operation and single-qubit measurement.Then,we generalize it to the teleportation of multi-qubit GHZ states.Further,we discuss the influence of quantum noise on our scheme by the example of an amplitude damping channel,then we obtain the fidelity of the teleportation.Finally,we utilize the weak measurement and the corresponding reversing measurement to protect the quantum entanglement,which shows an effective enhancement of the teleportation fidelity.     

量子信息与计算

量子信息与计算是物理学目前研究的热门领域 .本文简要地介绍量子计算的一些基本概念 :量子纠缠、量子位、量子寄存器、量子并行计算和量子纠错 .并介绍两种典型的量子信息技术 :量子密码和量子传物 .     

Partially entangled states bridge in quantum teleportation

The traditional method for information transfer in a quantum communication system using partially entangled state resource is quantum distillation or direct teleportation. In order to reduce the waiting time cost in hop-by-hop transmission and execute independently in each node, we propose a quantum bridging method with partially entangled states to teleport quantum states from source node to destination node. We also prove that the designed specific quantum bridging circuit is feasible for partially entangled states teleportation across multiple intermediate nodes. Compared to two traditional ways, our partially entanglement quantum bridging method uses simpler logic gates, has better security, and can be used in less quantum resource situation.     

基于非对称量子通道受控QOT量子投票协议

提出一种量子投票协议, 协议基于非对称量子通道受控量子局域幺正操作隐形传输(quantum operation teleportation, QOT). 由公正机构CA提供的零知识证明的量子身份认证, 保证选民身份认证的匿名性. 计票机构Bob制造高维Greenberger-Horne-Zeilinger 纠缠态建立一个高维量子通信信道. 选民对低维的量子选票进行局域幺正操作的量子投票, 是通过非对称基的测量和监票机构Charlie的辅助测量隐形传输的. Bob在Charlie帮助下可以通过幺正操作结果得到投票结果. 与其他一般的QOT量子投票协议相比, 该协议利用量子信息与传输的量子信道不同维, 使单粒子信息不能被窃取、防止伪造.选举过程由于有Charlie的监督, 使得投票公正和不可抵赖.由于量子局域幺正操作隐形传输的成功概率是1, 使量子投票的可靠性得以保证. 关键词： 量子投票 高维GHZ纠缠态 非对称基测量 量子操作隐形传输     

Multi-output quantum teleportation of different quantum information with an IBM quantum experience

Multicast-based quantum teleportation(QT) is extensively used in quantum information transmission where a sender sends different information to multiple receivers at the large distance through the quantum entangled channel. In this paper, we introduce the multi-output QT scheme, which deals with the situation that the synchronous transfer of the arbitrary m-and(m+1)-qubit GHZ-class states from one sender to two receivers. Notably, the requirement about synchronous diverse information transmission is satisfied in our scheme with high efficiency. Moreover, we demonstrate the implementation of the special case of above quantum multi-output teleportation scheme on a sixteenqubit quantum computer and a 32-qubit simulator provided by IBM quantum platform, then discuss it in four types of noisy environments, and calculate the fidelities of the output states.     

基于部分测量增强量子隐形传态过程的量子Fisher信息

量子Fisher信息(QFI)是量子度量学中的一个重要物理量,可给出预估参数精度的最优值.本文研究如何引入弱测量和测量反转操作,来提高有限温环境下以Greenberger-Horne-Zeilinger态作为量子通道的隐形传态过程中的QFI.依据隐形传态过程中量子比特的传输情形,考虑了三种不同方案相应的QFI.首先,通过构造每种量子隐形传态方案的量子线路图,分析了QFI与推广振幅衰减噪声参数的变化关系.随后对各种方案中的受噪声粒子施加弱测量和测量反转操作,并对相应的部分测量参数进行优化,着重探讨了施加最优部分测量操作后QFI的改进量.结果表明,经过优化后的部分测量操作能有效提高有限温环境下量子隐形传态过程输出态的QFI;而且量子系统所处的环境温度越低,QFI的提高效果可越显著.