离散量子游走纠缠动力学及在量子网络编码中的应用研究

发布时间：2022-09-30 18:03

　　量子计算是以量子力学理论为基础发展而来的新型计算,它的独特性质使人们突破了对科学物质的固有认识,其存在的潜在价值不仅引起了科学界的关注,甚至受到商业和军事领域的广泛关注,成为信息时代最具吸引力的前沿科学研究之一。量子随机游走是研究量子计算的重要基础和主要工具。作为经典随机游走的量子对应,量子随机游走展示了其较经典随机游走与众不同的特性。与经典随机游走一样,量子随机游走的时间演化也分为离散时间和连续时间两类。由于量子随机游走具有很多特性,使得其可应用空间广泛,量子网络编码就是其中之一。与经典的网络通信方式相比,量子网络编码具备量子力学特性和量子纠缠特性。因此,利用量子网络编码构建的网络通信系统的效率和安全性有很大提高,量子网络编码技术成为研究量子通信领域的热门方向之一。本文中我们主要研究离散时间量子随机游走纠缠动力学及其在量子网络编码中的应用。本文所做的主要创新工作如下:（1）首先构建了共享一个硬币的两个游走者在环状图上的量子随机游走。通过利用硬币的冯诺依曼熵,分析了不同作用强度和初始位置的两个游走者随游走节点分布的边缘概率和随时间演化的纠缠熵。我们还通过计算两个游走者的经典互信息、量子... 

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 量子游走
        1.2.2 量子网络编码
    1.3 论文组织结构
第2章 量子计算和网络编码理论基础
    2.1 量子信息特性
        2.1.1 希尔伯特空间
        2.1.2 量子态
        2.1.3 量子比特
        2.1.4 算子和逻辑门
    2.2 量子力学基本原理
        2.2.1 Heisenberge不确定性原理
        2.2.2 不可克隆定理
        2.2.3 不可区分定理
    2.3 量子力学重要性质
        2.3.1 叠加性
        2.3.2 纠缠性
        2.3.3 相干性
    2.4 量子随机游走相关理论基础
        2.4.1 连续型量子随机游走
        2.4.2 离散型量子随机游走
    2.5 量子网络编码相关理论基础
        2.5.1 图
        2.5.2 完美状态传输
    2.6 本章小结
第3章 共享硬币的两个游走者在环状图上的游走
    3.1 模型定义
    3.2 边缘概率
        3.2.1 定义
        3.2.2 实验仿真及分析
    3.3 纠缠熵
        3.3.1 定义
        3.3.2 实验仿真及分析
    3.4 游走者间经典、量子相关性
        3.4.1 定义
        3.4.2 实验仿真及分析
    3.5 本章小结
第4章 2-单播量子通信研究与分析
    4.1 蝶形网络图模型
    4.2 协议的描述
        4.2.1 初始条件和目的
        4.2.2 操作描述
    4.3 可解性分析
    4.4 本章小结
第5章 3-单播量子通信研究与分析
    5.1 倒置皇冠网络图模型
    5.2 协议的描述
        5.2.1 初始条件和目的
        5.2.2 操作描述
    5.3 可解性分析
    5.4 本章小结
第6章 多单播量子通信研究与分析
    6.1 广义蝶形网络图模型
    6.2 协议的描述
        6.2.1 初始条件和目的
        6.2.2 操作描述
    6.3 可解性分析
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Quantum network coding for multi-unicast problem based on 2D and 3D cluster states[J]. Jing LI,Xiubo CHEN,Xingming SUN,Zongpeng LI,Yixian YANG.  Science China（Information Sciences）. 2016(04)
[2]量子通信及其应用前景[J]. 谭庆贵,胡渝.  光通信技术. 2004(09)



本文编号：3684016