量子通信

量子通信是经典通信和量子力学相结合的一门新兴交叉学科。文章综述了量子通信领域的研究进展，既包括人们所熟知的量子隐形传态、密集编码和量子密码学，也包括刚刚兴起但却有巨大潜力的量子通信复杂度和远程量子通信等领域。文章介绍了量子通信的基本理论框架，同时也涉及了这个领域最新的实验研究的进展。     

实现原子间脱离实体的量子态传输

1993年，BennettC等提出了一个量子态隐形传输(quantum teleportation)的方案：利用两个系统(A粒子和B粒子)之间的量子纠缠，将位于A方的P粒子量子态传输给B粒子．具体步骤是：(1)令A粒子和B粒子纠缠；(2)制备将要传输的相干叠加量子态     

振幅阻尼信道量子隐形传态保真度恢复机理

在振幅阻尼信道上进行量子隐形传态的过程中, 量子Bell纠缠态将发生退相干, 导致隐形传态质量下降甚至通信失败. 为克服该影响, 本文提出了一种Bell纠缠态补偿方法. 在估计振幅阻尼信道参数的基础上, 将对纠缠态的补偿分为纠缠退相干发生之前的预补偿以及 经历量子振幅阻尼信道之后的匹配补偿两部分. 前者在纠缠源处进行, 后者在两个量子通信 用户处进行, 预补偿及匹配补偿参数与信道特性参数相关. 纠缠补偿完成后, 再进行隐形传态. 理论推导与性能分析结果表明, 相比于不进行纠缠补偿及仅在发生退相干之后进行的纠缠补偿, 本方法能够获得更高的隐形传态保真度, 适当调整补偿参数, 可使保真度接近于1, 对克服纠缠 退相干带来的隐形传态质量下降问题具有一定的意义.     

量子网络中任意两个网点间量子态的隐形传送

提出了在量子网络中任意两个网点间进行量子态的隐形传送的方案.在我们的方案中,应用了n个粒子的缠结态作为量子通道.对于非最大缠结态,我们讨论了量子态的几率隐形传送问题.     

微波超材料隐形结构及其新型快速实验方案

基于Maxwell方程组在坐标变换下的协变性,利用柱坐标变换以及开口谐振环周期排列而形成的超材料设计了一个工作于10.14GHz频率下的隐形结构.采用一种新型快速实验方案测量微波信号强度.实验结果表明在外围增加了隐形结构之后,圆柱金属的阴影和散射效应都被削弱,得到了预期的隐形效果.该实验系统降低了系统的结构复杂性并缩短了实验周期,为该领域的研究提供了一种新的简单有效的实验方案.     

基于纠缠交换和团簇态实现二粒子任意态的可控隐形传态

提出一个对二粒子任意态的可控隐形传态方案,利用四粒子团簇态作为量子信道,用EPR态实现控制.首先,发送者向控制者提出申请,控制者再对其拥有的2个粒子做Bell基测量,并把结果通知发送者,实现纠缠交换.然后,发送者对自己手中的四个粒子做适当的幺正变换,接着进行纽曼测量,并把结果通知接受者.接受者根据发送者的测量结果,对自己拥有的粒子做适当的幺正变换,就可以重建发送者的二粒子任意态.方案成功的概率为100%.     

含Dzyaloshinski-Moriya相互作用的三量子位HeisenbergXX链的热纠缠

研究了外加磁场下具有Dzyaloshinski-Moriya(DM)各向异性反对称相互作用的三量子位Heisenberg XX链的对热纠缠以及在热平衡下用该链作为信道来传输未知的量子态。详细地给出了磁场、DM相互作用及温度对热纠缠和平均传输保真度的影响。结果表明:磁场和DM相互作用可以有效地调控对热纠缠;在温度较低情况下,关闭磁场和DM相互作用,顺铁磁链可以很好地用来做隐形传态的信道;纠缠不能完全反映平均传输保真度,相同的纠缠可以导致不同的平均传输保真度。     

Schemes for Teleportation of an Unknown Single-Qubit Quantum State by Using an Arbitrary High-Dimensional Entangled State

We propose a scheme to teleport an unknown single-qubit state by using a high-dimensional entangled state as the quantum channel. As a special case, a scheme for teleportation of an unknown single-qubit state via three-dimensional entangled state is investigated in detail. Also, this scheme can be directly generalized to an unknown f-dimensional state by using a d-dimensional entangled state （d〉f） as the quantum channel.     

双向隐形传态方案及安全性分析

提出了一种用Bell纠缠态作为量子信道,实现双向隐形传态的方案.通信双方Alice、Bob事先共享二对Bell纠缠态,通信开始后,Alice、Bob分别对自己拥有的部分粒子作Bell基联合测量,并将测量结果通过经典信道告诉对方.Alice、Bob根据对方提供的测量结果,做相应的幺正变换,即在己方的粒子上,再现对方要传的量子态信息,从而实现双向传态的目的.为了提高量子双向隐形传态的安全性,加入第三方控制,分析表明,通过增加控制方的粒子数可以增加系统的安全性,但增加到一定数量后,将无助于量子信道安全性的提高.     

传送两原子直积态的腔QED方案(英文)

本文提出一个基于原子和腔场共振相互作用传送未知原子直积态的腔QED方案,原子和腔场通过J-C哈密顿量发生共振相互作用.在这个方案里,我们只需要用两个原子接受被传送的原子态以及两个单模腔作为量子通道.该方案既不需要贝尔态测量,也不需要任何操作重构纠缠初态,并且传送成功的概率为100%.这个方案也可以推广到传送n个原子的直积态.