利用Cluster State实现远程态制备

量子态是量子信息的载体，因此，从某种意义上说，量子信息过程就是量子态的传递和操作的过程。量子态的远程制备包括量子隐形传态（Telepotation）和远程态制备（Remote State Preparation（RSP））。远程态制备是一种利用纠缠和经典通讯传输量子态的简单方法，相比较量子态telepotation耗费的资源更少（1 ebit and 1 cbit）。Cluster State是一种特殊的量子态，在量子计算方案中有着广泛的应用。我们实验上利用SPDC产生的偏振纠缠双光子，加入时间比特，构造出Cluster State，并利用Cluster State实现了量子态的远程制备。     

量子信息讲座 第二讲 量子态的操纵和制备

介绍了操纵和制备光场、原子、囚禁离子各种量子态的基本方法和意义，并简要综述了这方面的进展情况．在量子信息科学中，量子态是信息的载体，量子态的操纵实质上是量子信息的操纵，因而它对于各种量子信息系统的实现有着极为重要的意义．     

远程制备多粒子纯态

我们提出了一个远程制备三种形式的多粒子纯态的方案,远程制备一般形式的多粒子纯态及两种特殊情况下的多粒子纯态.首先利用大失谐腔制备出N个原子的纠缠态[14],并将这N个原子分配给Alice和Bob等其他的参与者.然后Alice根据要远程制备的态对她的原子进行相应的单原子投影测量,并且将测量结果以经典信息的方式告诉给其他参与者.其他参与者根据收到的信息决定对自己的原子要么不操作,要么进行特定的操作,来转换他们所共享的纠缠态,最终除Alice以外的参与者就会处于期望的纠缠态.每一种情况下的信息消耗都是很少的,只消耗一量子比特和一经典比特.整个方案都基于现有的腔量子电动力学技术,因此该方案是可行性的.     

远程制备双原子纠缠态

提出一种远程制备双原子纠缠态的方案,该方案基于两个原子与单模腔场的同时非共振相互作用.由于双粒子纠缠态比三粒子纠缠态容易制备,方案用两对双原子纠缠态作为量子通道.Alice 拥有的两个相同原子同时与一单模腔场非共振相互作用.Alice已知她要制备的纠缠态,她选择适当的相互作用时间、测量她所拥有的两个原子并通过经典通道通知Bob.Bob引入一个相同的辅助原子和一个单模腔场来实现方案.方案对腔场状态和腔损耗不敏感,基于当前的腔QED 技术,方案能在实验上实现.该方案有望在量子信息过程中有重要的应用价值.     

量子纠缠态的普适远程克隆

提出一种任意两粒子纠缠态1→2普适远程克隆方案. 此方案仅需一个特殊的四粒子纠缠态作为量子信道, 就可使处于空间不同位置的两个接收者分别以5/6的保真度得到任意输入态的近似拷贝, 该保真度远高于已有方案中的保真度. 将方案推广到任意两粒子纠缠态1→N(N>2)普适远程克隆的情况, 可使处于不同地点的N个接收者分别以(2N+1)/(3N)的保真度得到输入态的近似拷贝. 另外, 提出一种以上述单个特殊四粒子纠缠态作为量子信道, 在多目标量子比特受控非门和 关键词： 量子纠缠态 普适远程克隆 保真度     

概率远程制备多粒子GHZ纠缠态

利用一个(N 1)粒子部分纠缠Greenberger-Home-Zeilinger(GHZ)态作为量子通道,提出了概率远程制备N粒子GHZ态的两个方案.我们考虑了怎样远程制备一个任意的GHZ态,即两个参数α和β都是复数的情况.此外,计算了远程制备总的成功概率和需要的经典信息量.     

一种低经典通信消耗的量子远程态制备方案

设计了一组新的量子远程态制备步骤,在发送方对手中的粒子完成测量后,接收方采用该步骤可以有效降低远程态制备的经典通信消耗-给出一种利用部分纠缠的三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)态和部分纠缠的二粒子态作信道,远程制备一个三粒子GHZ态的方案,以此方案为例具体说明上述方法的运用步骤并给出了该方法的适用范围-结果表明,运用该方法后只需消耗1bit经典信息即可远程制备一个三粒子GHZ态- 关键词： 远程态制备 经典通信消耗 三粒子Greenberger-Horne-Zeilinger态 量子信道     

远程制备三粒子纠缠态

在这篇文章中，主要介绍了用三对最大的和非最大两粒子纠缠态作为量子通道远程制备一个三粒子纠缠态的方案。具体方法与量子隐形传态不同的一点就是：我们事先假定Alice已经知道待被制备的态，而Bob并不知道。然后再通过一系列操作得到我们想要制备的态。最后我们得到一个结论：用远程态制备比量子隐形传态更加节省了经典资源。     

明亮EPR光束的量子纠缠交换

文中提出一个实现明亮光场量子纠缠交换的理论方案，两个独立的非简并光学参量放大器产生两组经典相干的明亮EPR光束对，通过在每一组EPR光束对的一半上执行联合贝尔态测量，使未产生相互作用的另一半之间产生量子纠缠，在我们的系统中由于采用贝尔态直接探测替代通常的平衡零差探测，不需要本底振荡光，减小了实验难度并能提高探测效率。     

基于量子Fisher信息测量的实验多体纠缠刻画

量子Fisher信息在量子度量与量子信息领域的研究中至关重要,然而在实验中的提取却十分棘手,尤其是对于大尺度的量子系统.这里我们发展了利用测量量子态间重叠的方式来高效提取量子Fisher信息的方法,对于纯态而言,这种方法只需要在量子系统中引入一个额外的辅助比特并施加单次测量即可实现.相对于以往的量子Fisher信息提取方法,需要更少由测量带来的时间资源消耗,因此高效且具有扩展性.我们将这种方法应用于经历量子相变的三体相互作用系统中多体纠缠的刻画,并使用核磁共振量子模拟器实验展示了该方案的可行性.     

基于量子远程传态的无线自组织量子通信网络路由协议

针对复杂结构的无线量子通信网络,提出了无线自组织量子通信网络概念并设计其路由协议．该路由协议为按需路由协议,路由度量基于相邻节点问的纠缠粒子对数目．需要发送携带信息的量子态的节点发起路由请求和建立过程,由目的节点根据路由度量选择路径．目的节点选择路径后,沿所选路径发送路由应答信息至源节点并通知路径中其他节点．信息传输过程中,若所选路径中相邻节点问无线信道或者量子信道中断,将重新发起一个路由发现过程．建立新路由．路径中节点收到路由应答信息后,利用纠缠交换和两端逼近方法,从路径两端向中间节点方向进行纠缠交换,建立量子信道后,通过量子远程传态传输携带信息的量子态,从而实现无线自组织量子通信网络中任意两节点问信息的传递．     

利用广义Bell态信道联合远程制备一个任意三量子比特态

研究了一个联合远程制备任意三量子比特态的方案。该方案利用广义的Bell态作为量子信道,两个发送者分别选择合适的测量基进行测量,然后利用经典信道把测量结果传送出去,接收者根据测量结果对自己手中的粒子采取适当的幺正操作,然后引入辅助粒子并进行选择性测量,就能概率性的得到想要制备的量子态。研究结果表明:利用不同形式的广义Bell态信道成功实现联合远程制备一个任意三量子比特态的概率是一样的,当量子信道处于最大纠缠态时,可以得到最大的成功概率。     

双模压缩态量子相干性演化的实验研究

量子相干性作为量子力学一个最显著的特征,被认为是量子信息过程中很重要的一种量子资源.单模压缩态和双模压缩态(Einstein-Podolsky-Rosen纠缠态)均具有量子相干性,在制备和传输过程中的量子相干性对于实际应用具有重要意义.利用平衡零拍探测重构量子态的协方差矩阵,本文定量分析了量子态制备过程中的不完美以及信道传输损耗对单模和双模压缩态量子相干性的影响.实验证明量子态的压缩和纠缠特性及量子相干性对损耗均是鲁棒的.特别地,压缩和纠缠特性会随着量子态制备过程中热光子数的增大而减小,直至消失,而当压缩和纠缠均已消失时,量子相干性依然存在.实验结果为压缩态、纠缠态光场的量子相干性作为量子资源在量子信息过程中的应用提供了参考.     

量子信息中纠缠态所处的角色

简要给出了量子纠缠态的概念,评述了纠缠态在量子信息论中所处的角色,尤其说明了怎样用它来实现安全的通信。     

利用分束器通过条件测量制备非经典光场态和量子纠缠态

把相干态和单粒子数态作为分束器的输入态，通过条件测量可以剪去输入相干态中的任意粒子数态，并研究了这些被剪切了的光场态的性质。结果显示剪去真空态和单粒子数态的输出态具有较强的压缩和亚泊松分布等非经典效应。把剪切了的输出态和真空态输入分束器，得到的输出态具有量子纠缠性质，从而制备出量子纠缠态，同时也验证了被剪切的输出态的非经典性。     

最子信息讲座续讲第五讲 关于连续变量的量子隐形传态

介绍了通过双模压缩真空态实现连续变量量子隐形传态的方法,并探讨了这一工作的重要意义及其相对于分离变量量子隐形传态的优越性。     

噪声环境下基于两体纠缠态的远程态制备

本文研究了量子噪声对分别以Einstein-Podolsky-Rosen （EPR）态和两体部分纠缠态作为量子信道来远程制备单比特态的量子过程的影响. 通过求解Lindblad形式的主方程,得到量子信道随时间的演化,采用迹距离来度量不同噪声情况下输出态与初态的接近程度. 研究表明,作用在z方向的噪声对远程态制备的影响最弱,而同时作用在x,y,z方向的噪声对远程态制备的影响最强. 关键词： 远程态制备 迹距离 纠缠态 噪声信道     

相干光场作用下量子纠缠态的动力学研究

量子纠缠态的制备、操纵在量子信息研究中起着重要的作用。用相干光操纵量子纠缠态的是研究量子信息的重要手段，因而研究相干光作用下量子纠缠态的演化过程是一个重要的问题。自发辐射对纠缠态的纠缠度的影响近期已有文献报道，但这依然是着重于库对纠缠态的作用。这里，我们从全量子理论出发，研究了相干光场与纠缠体系的相互作用，以深入理解量子纠缠体系的动力学过程与机理。     

量子纠缠消相干对确定型远程制备的影响

研究了两种典型的量子纠缠消相干现象对确定型量子态远程制备方案的影响.首先对该确定型远程制备方案进行了分析,得到该方案确定性和比特消耗情况; 然后通过分析制备过程中纠缠消相干现象对系统的影响得出: 在极化消相干过程中,该系统保真度与目标量子比特在Bloch球上的经度选择无关,仅与目标比特的纬度和消相干的大小有关;在相位消相干中,该系统的保真度不会受到消相干的影响,仅与目标量子态的纬度相关. 关键词： 远程制备 纠缠消相干 通信消耗 保真度     

从贝尔不等式到量子信息"热"

介绍了贝尔不等式的建立及20世纪70年代以来对它的实验验证．对贝尔不等式与量子力学基本解释的关系的深入研究,加速了“纠缠态”及其品性的发现,推动了量子信息“热”的兴起。