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量子纠缠态转化的理论研究

吴春旺  
【摘要】: 随着量子信息科学的快速发展,人们已经把纠缠态当作一种重要的物理资源来看待。对纠缠自身性质的研究有助于我们更好地驾驭纠缠,控制纠缠,从而开发更多的量子信息新技术。纠缠转化理论主要研究不同纠缠态在LOCC(局域操作和经典通信)下的转化规律。这些规律之所以重要,是因为许多量子信息处理技术(如量子密钥分配、量子稠密编码和量子隐形传态等)都包括空间分离各方只利用LOCC来操控纠缠态的过程。 本文主要研究不同纠缠态可转化的充分、必要条件及转化协议的设计。内容包括: 1.引入量子纠缠、量子操作和量子纠缠转化的基本概念,着重介绍纠缠态在量子信息科学中的几个典型应用,并且概述了目前纠缠自身性质研究方面的主要进展,包括纠缠态判别、提取和度量等。(第一、二章) 2.在引入两体纯态纠缠转化的充要条件——Nielsen定理后,重点介绍了我们提出的一个利用LOCC操作实现两体纠缠转化的协议。同其他协议相比,我们的协议步骤少,所采用的一般测量构造简单,只需解一个线性方程组便可得到其明确表达式。此外,在两体高维情况下我们的协议仍适用。(第三章) 3.研究了从多个拷贝W类态中提取GHZ态的规律。我们首先证明了从两个拷贝的任意W类态中提取GHZ态的可能性,提出了一个可操作的提取协议,然后将该协议推广到n个拷贝的情况。(第四章)


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