量子克隆和量子态制备的理论研究

发布时间：2021-06-14 22:53

　　近年来,量子信息与量子计算发展迅速,无论是理论还是实验上,人们都取得了丰硕的成果。一系列研究表明,量子信息技术在处理某些特定任务上,诸如大数因子分解,数据搜索,信息安全等问题,有着经典信息技术无法匹及的能力。这种超越经典计算的能力吸引着我们不断地研究和发展量子信息技术。量子信息中有一条重要的不同于经典信息的定理——量子不可克隆定理。该定理是一条禁止性定理,它禁止了人们对任意量子态的完美克隆,杜绝了超光速通信的可能,同时它也构成了量子安全通讯的重要基石。随着研究的深入,量子不可克隆定理越来越展现出在量子信息和量子计算中的重要性。正因如此,对量子克隆问题的相关研究变得越来越重要,需要进一步的研究。本文致力于量子克隆及其相关问题的理论研究,取得了以下研究成果:1.利用普适的量子克隆机实现经典信息复制。量子力学禁止对未知量子态进行完美克隆,然而经典信息的复制却随处可见。这表明量子克隆和经典复制之间似乎存在着巨大的鸿沟。如果量子力学是普适的理论,那么,理应找到连接量子不可克隆定理和经典信息复制的桥梁。我们的研究表明,由于经典信息编码在大量的粒子态上,尽管这些粒子遵循量子力学,受到量子不可克隆定理... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉物理与数学研究所)湖北省

【文章页数】：99 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２．１?Ｂｌｏｃｈ球示意图

｜＾＋）?＝?－＾（｜〇〇）?＋?｜１１＞）．?（２．２１）??Ｖ２??图２．２给出了量子隐形传态原理示意图。具体流程如下：首先，Ａｌｉｃｅ将丨＜Ａ〉同手??中的纠缠粒子进行相互作用，然后对这两个粒子进行Ｂｅｌｌ基测量，最后将测量??的结果通过经典信道发送给远方的Ｂｏｂ。Ｂｏｂ接收到了?Ａｌｉｃｅ的测量结果后，对??１３??

??总的来说，确定性量子克隆机需要输入Ｗ个初始态，配合个空白态??以及辅助态，最终产生Ｍ个克隆态。具体流程见图２．４［１３４１??２．７．４概率性克隆??不同于确定性近似量子克隆，段路明等人提出的概率性量子克隆，该克隆过??程引入量子测量，允许以非零的概率失败，然而一旦成功，我们将得到被克隆态??的精确克隆［７２，７３］。需要注意的是，只有非线性相关的量子态集合，才能被概率性??克隆。最简单的情况是被克隆的量子态集合仅包含两个非正交态｛｜％＞?ＪＡＭ，相??２４??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3230377