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《南京信息工程大学》 2015年
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全概率量子态联合远程制备研究

陈正飞  
【摘要】:二十世纪八十年代,量子力学和信息科学进行融合,由此产生了一门新型学科——量子信息学。在量子信息学中,主要以微观粒子作为信息载体来进行信息处理,由于量子力学所特有的一些性质,如纠缠性、不确定性、相干性、不可克隆和状态叠加等,使得它拥有一些经典计算科学和密码学无法比拟的优越性。在量子信息学中拥有一个重要分支——量子通信,在量子通信网络中,安全可靠的传输量子信息是其基本任务。1993年,Bennett等六位科学家首次提出了量子隐形传态(QT)的设想方案,其在量子信息领域远程传输量子态中是一个重要的发现。在QT中,借助一些经典信息和量子资源,发送者可将一个未知的量子态传送给一个空间上距离很远的接收者。与QT不同的是,随后,Lo. Pati和Bennett等人提出了一种新的制备方案,该方案可视为量子隐形传态的变体——远程态制备(RSP)方案。与QT相比,制备过程中,制备者对发送的态完全已知,而QT中的发送者对传输的态完全不知。在此之后,人们又提出了联合远程制备(JRSP)的概念。在联合远程制备中,制备态的所有者将量子态信息分割成两份或者更多,并将这些信息分发给制备者,使得这些制备者只能全体合作才能得到完整的量子态信息,从而有效防止信息泄露。近年来,联合远程制备出现了一个新的分支——全概率联合远程制备(DJRSP),即制备的成功率为1。全概率联合远程制备的提出,使得联合远程制备更加安全、高效。但是,目前全概率量子态联合远程制备依然存在一些缺陷,如:一、只能实现三粒子态制备,无法实现更多粒子的联合远程制备;二、实行的是2对1的制备模式(即两个制备者和一个接收者),对于N(N2)对1的联合远程制备的方案鲜有报道。本文正是基于此,以提高制备效率、降低资源消耗和简化操作等为目的,对全概率量子态联合远程制备进行了较为深入地研究。具体来说主要工作包括:(1)以提高制备的成功率为目的,改进并提出基于N对1制备模式的全概率联合远程制备方案。具体来说,指出Bich等人于"Deterministic Joint Remote Preparation of an Arbitrary Qubit via Einstein-Podolsky-Rosen Pairs"一文中所提方案存在的问题,并基于该方案的制备模式,提出改进方案,并给出分析过程,证明该方案制备的成功率为1。(2)分别利用两个GHZ态和四个Bell态作为量子信道,解决了全概率联合远程制备四粒子Cluster类态的问题。在方案中,通过构造巧妙的测量基,并采用四步制备策略,帮助接收者获取需制备的态。通过分析表明,所提方案可实现Cluster类态的全概率制备,即成功率提升为1。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN918;O413

【参考文献】
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