全概率量子态联合远程制备研究

发布时间：2017-05-31 20:03

  本文关键词：全概率量子态联合远程制备研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【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。
【关键词】：量子联合远程制备 全概率 N对1 Cluster类态
【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
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景与研究意义8-10
• 1.2 研究现状10-11
• 1.3 论文拟探讨的主要问题及主要贡献11-12
• 1.4 论文内容安排12-13
• 第二章 量子计算理论基础13-31
• 2.1 线性代数基础13-16
• 2.1.1 量子力学中的线性代数符号13-14
• 2.1.2 基与线性无关14
• 2.1.3 内积14-15
• 2.1.4 张量积15-16
• 2.2 量子力学基本假设16-20
• 2.2.1 量子力学第一假设16-17
• 2.2.2 量子力学第二假设17-18
• 2.2.3 量子力学第三假设18-19
• 2.2.4 量子力学第四假设19-20
• 2.3 量子不可克隆定理20-21
• 2.4 量子信息基本概念21-30
• 2.4.1 量子比特22-23
• 2.4.2 量子纠缠态23-26
• 2.4.3 投影测量和POVM测量26-28
• 2.4.4 量子酉操作28-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 单粒子态全概率N对1联合远程制备31-43
• 3.1 BCT12(2)方案回顾及分析31-35
• 3.1.1 BCT12(2)方案制备过程31-34
• 3.1.2 BCT12(2)方案正确性分析34-35
• 3.2 改进方案35-41
• 3.2.1 测量基构造36-37
• 3.2.2 改进方案制备过程37-38
• 3.2.3 改进方案正确性分析38-41
• 3.3 本章小结41-43
• 第四章 四粒子Cluster类态全概率联合远程制备43-56
• 4.1 基于GHZ态的四粒子Cluster类态全概率联合远程制备43-49
• 4.1.1 方案制备过程43-46
• 4.1.2 方案正确性分析46-47
• 4.1.3 方案效率分析47-49
• 4.2 基于Bell态的四粒子Cluster类态全概率联合远程制备49-55
• 4.2.1 方案制备过程49-54
• 4.2.2 方案正确性分析54-55
• 4.2.3 方案效率分析55
• 4.3 本章小结55-56
• 第五章 总结与展望56-58
• 5.1 主要工作总结56-57
• 5.2 后续工作展望57-58
• 参考文献58-63
• 作者简介63-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 ;Selection of unitary operations in quantum secret sharing without entanglement[J];Science China(Information Sciences);2011年09期

2 刘超;耿焕同;刘文杰;;基于对称W态和身份认证的安全量子通信协议[J];计算机应用;2014年02期

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本文编号：410472