基于纠缠的盲量子计算与量子隐形传态

发布时间：2020-06-02 11:30

【摘要】：量子纠缠,作为量子力学独有的物理特性,在量子计算与量子通信中有着非常重要的作用及广泛应用.量子纠缠态可运用于量子密钥分发、量子密集编码、量子保密比较、量子计算、量子隐形传态等各种方案之中.本文主要围绕量子纠缠在盲量子计算和量子隐形传态中的应用展开研究.本文提出了一种新的双服务器盲量子计算协议——基于纠缠浓缩的盲量子计算,其中的纠缠浓缩方案是为了解决信道噪声问题.该协议包括一个客户端和两个服务器,客户端只需具有少量的量子能力,即发送量子态和执行Pauli操作的能力.两个服务器执行去除信道噪声的纠缠浓缩方案,成功的概率在第五轮就可以接近80%.两个服务器之间可以进行交流,不需要交换经典信息.在整个协议过程中,两个服务器均不能获取客户端的任何输入、输出和计算信息.因此,所提出的盲量子计算协议是安全可行的,并能有效解决信道噪声问题.本文还提出了两个量子隐形传态方案,一个是确定性量子隐形传态,另一个是概率性量子隐形传态,方案的创新点在于利用了四粒子纠缠态实现了三粒子W态的隐形传态.第一个方案使用四粒子最大纠缠态作为量子信道,成功概率为100%;第二个方案使用更一般的纠缠态——四粒子非最大纠缠态作为量子信道,成功概率为4α~2(其中α为用作量子信道的四粒子非最大纠缠态的一个幅度)。
【图文】：

Deutsch 和 Jozsa给出了第一个量子算法（Deutsch-Jozsa 算具有指数的加速. 随后, 1993 年 Bernstein 和 Vazirani[9]以及 Simon[10]名的量子算法. 这些算法都表明在解决某些特定问题时, 量子计算机优势. 1994 年, 贝尔实验室的 Shor 提出大数因子分解[6]的量子算法, 的运算速度快幂指数倍, 并且可以破解 RSA 公钥密码算法, 这一成算机的发展. 1995年, Unruh发现在量子信道中存在量子噪声, 量子计概率计算过程, 为了克服量子噪声的影响, 学者们开始进行量子纠错以找到所有和经典纠错码相对应的量子纠错码. 2011 年 4 月, 澳大利量子通信方面取得突破, 实现了量子信息的完整传输. 同年 9 月, 科以用冯·诺依曼架构来实现. 2012 年 9 月, 维也纳大学和奥地利科学 143 公里的量子隐形传态, 创造了世界纪录. 美国军方对量子计算的制也相当重视, 专门制定“量子信息科学和技术发展规划”的研究计划振量子计算、离子阱量子计算机、谐振量子电子动态计算等等[11].

mp m = ψ Pψ的状态立即为( ).mPp mψmM 在状态为 ψ 的量子 ,m m mE ≡ M Mψm的半正定算子. 于联系的 POVM 元, 完示. 如图 2-2 所示, 经典比特 M（为与量
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O413

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 钱辰;;量子纠缠和量子计算[J];计算机科学;2006年12期

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本文编号：2693091