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《华东师范大学》 2011年
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利用非最大纠缠信道进行量子隐形传态的研究

戎思淼  
【摘要】:量子隐形传态(Quantum Teleportation)也称量子态的超空间转移,它是一种将包含信息的量子比特(量子信息中的基本单位)从一个固定载体中抽象出来,然后由一个地方传送到另一个地方,加载在另一个信息载体上的过程。量子隐形传态作为一种量子信息技术区别于经典信息理论的实验现象,它有一些非常不可思议的奇特性质,比如这种隐形传态并非是将信息系统本身的信息载体进行传输;它在信息传递的速度上也并非是超光速的;甚至在状态传递过程中,不能进行如经典信息理论中普遍使用的信息复制过程等等。基于以上特点,量子隐形传态在量子计算和量子通讯方面具有非常重要的作用。所以,自从1993年C.H.Bennett等提出了第一个量子隐形传态的方案之后,量子隐形传态方案的分析与改进已经成为量子保密通讯技术发展的热点问题。 近年来,对基于非最大纠缠的连续变量纠缠态的量子隐形传态方案的研究受到了理论和实验物理学家的广泛关注。一方面,利用非最大纠缠态进行各种量子态的隐形传输的理论方案陆续被提出和加以改进,其中的许多方案已经通过实验物理学家的努力得以实现,并为其他量子信息的相关领域研究提供了技术支持。另一方面,通过对各种量子隐形传态方案的研究,物理学家们对其中体现出的量子纠缠、空间非定域性、量子退相干等量子力学本质问题也有了更加深刻的认识。 在本文中,我们系统回顾了量子信息科学的理论基础,以及近几年来量子保密通讯技术的发展状况。在量子理论上,我们建立起了研究量子隐形传态的物理框架,并通过定量计算,分析了量子纠缠与量子非定域性之间的关系,发现量子纠缠是造成量子系统具有非定域性的重要因素,这个结论为利用非最大纠缠态作为量子信道进行量子隐形传态方案设计和分析提供了理论基础。在此之后,我们介绍了已有的较为成熟的几种确定性量子隐形传态的经典方案,以及成功概率不为1的概率隐形传态方案。详细总结和评述了量子隐形传态中所表现出的各种量子特性。在此基础上,我们设计了利用N个非最大纠缠粒子对作为量子信道的概率量子隐形传态方案。并进一步,在使用连续变量非最大纠缠量子信道基础上,设计出利用非最大纠缠测量基底进行量子测量的概率隐形传态新方案,概率性地远程传输单粒子叠加态、两粒子一般态和N粒子叠加态等,并计算了相应的传输成功概率。 本论文给出的研究结果有助于深入了解概率量子隐形传态中所反映出的量子纠缠及其空间特性,也为开展与此相关的实验工作提供了有益的理论指导。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:O413.1;TN918.1

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【参考文献】
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