高维量子网络中的多跳隐形传态方法研究
发布时间：2021-07-14 13:22
近几十年来,量子通信理论以其在信息安全和通信容量方面的显著优势,逐渐成为量子信息学中一个非常重要的研究方向。早期的量子通信体系主要用于点对点信息传输,随着量子通信技术的快速发展,其应用领域不断扩展,需要建立网络化的通信体系以满足复杂的实际通信需求。然而,由于量子耦合效应和物理操作技术等因素限制,难以在两个通信终端间直接分发最大纠缠量子资源,并且无法执行量子通信过程中的大量复杂幺正操作,因此建立高速率、远距离的量子通信网络面临很大挑战。为解决量子通信网络中最大纠缠信道非最大纠缠演化问题以及高维多粒子幺正操作难以执行的问题,本文研究了高维量子隐形传态网络,提出了三种多跳隐形传态方法。首先,本文基于非最大纠缠Bell链路提出了高维Hilbert空间的无损多跳量子隐形传态方法,以在两个不直接共享纠缠资源的远程通信终端间传送一个未知的高维单粒子量子态。在传统的概率量子隐形传态中,原始信息的传送可能失败,一旦失败,传送的原始未知量子态也会随之被破坏。本文研究了信息无损的概率隐形传态方法,能够在隐形传态失败的情况下保留传送的原始未知态信息,便于通过其他可用的纠缠信道实现信息重传。其次,本文提出一种终...
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２标准量子隐形传态原理图??
第３章基于非最大纠缠Ｂｅｌｌ信道的多跳尤损隐形传态方法?高维量子网络中的多跳隐形传态方法研究??ｃｌ－＼??Ｗ．糾＝２＞々１敁〉从，?（３＿２）??ｋ＝０??其中４（々＝０，１，？，６／－１）表示信道参数且满足＾｜义｜２＝１。不失一般性，假设??ｋ＝０??ｆｌｍｉｎ?＝ｍｉｎｋ，ａｌ，…，々一丨｝。??为了更加清晰地阐述该点对点隐形传态方案，整个隐形传态实现过程用图３．１所??示的量子线路描述。图中双横线表示Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ之间所连接的经典通信信道。??ｓｔｅｐｌ?ｓｔｅｐ３’?ｓｔｅｐ３??Ｉ?ｉ?；?｜??］???ｒ—ＧＨ￣＾（ＧＨ）?—?＊１?－Ｈ－／ｆ?＝?ｆ??Ａｌｌｃｅ＜＾—?（ＧＣＮＯＴ）??…车－…??ｓｔｅｐ２?｜ｉ）ｃ??＾?ｌ：…－??１?１?１〇），??图３．１点对点无损量子隐形传态原理图??Ｆｉｇｕｒｅ．３．１?Ｔｈｅ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｎｅ－ｔｏ－ｏｎｅ?ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ?ｔｅｌｅｐｏｒｔａｔｉｏｎ??首先，Ｂｏｂ引入一个初态为ＩＣ＾的辅助粒子％则粒子５；和粒子ｅ组成的联合??系统态为??ｋ＞ＭｌＢｌｅ??＝ｌ４？ｋ），Ｂ｜？ｌ°），??ｆ?ＣＪ￣＼?＼?ｆ?ｃ／￣＼?＼??＝？?（３＿３）??＼?，／＝〇?／?Ｖ?ｋ＝０?Ｊ??＝Ｚ?Ｙｃ．ｉ＼Ｊｋ），Ａ?？??＊＝〇ＶＶ－／＇＝°?Ｊ?）??为实现未知量子态从Ａｌｉｃｅ到Ｂｏｂ的直接传送，隐形传态方法可划分为以下四个步骤。??步骤１：?Ａｌｉｃｅ对她的粒子＾和?＜?执行一个广义控制非门（ＧＣＴＶＤｒ）操作，然后??对粒子／执行一个广义Ｈ
第３章基于非最大纠缠Ｂｅｌｌ信道的多跳无损隐形传态方法?高维量子网络中的多跳隐形传态方法研究??隐形传态网络中，源节点Ａｌｉｃｅ，／＞个中间节点ｗ／ｅ．，?＝?１，２，…，Ｐ）以及目标节点Ｂｏｂ??之间由Ｐ＋１个不同的高维Ｂｅｌｌ对连接，Ａｌｉｃｅ希望通过多个中间节点将式（３－１）所示的??未知单粒子量子态传送给目标节点Ｂｏｂ。??多跳无损隐形传态体系的粒子分配如图３．３所示。发送方Ａｌｉｃｅ持有粒子ｆ和４，??接收方Ｂｏｂ则持有粒子尽＋｜，第祓＜７＝Ｕ＂巧个中间节点ｃ／＾／沁持有粒子／？，，和。??Ｓｃｎｉｌｉ－ｒ?Ｉｕｌｅｒｎｕ－ｔｌｉａｌｉ＊?ｎｍｋ＊ｓ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??丨，－丨－＇?▲?｜?ｉｄ?４?▲丨从，▲?ｍ?—ｋ??ｌｉｋＨ＇Ｋｉｎｉ?＜ｌｋｍｎｒｌ?ｑｉｕｎｈａｎ?＜?ｕｎｎｒｌ?＜）ｉｋａｎｌｉ？ｎ?（ｔｖｍｎｒｌ??Ａｌｉｃｅ?二：二一．Ｃｈ（＂．ｌｉｅ「＇口口？＿Ｃｈａｒ“ｅ：?Ｃｈａｒ／ｉｅｐ?＾Ｂｏｂ??图３．３多跳隐形传态粒子分配图??Ｆｉｇｕｒｅ．３．３?Ｔｈｅ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐ?ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ?ｔｅｌｅｐｏｒｔａｔｉｏｎ??尸＋１个Ｊ维非最大纠缠Ｂｅｌｌ对在相邻节点之间组成的量子信道形式如下??ｄ－＼??Ｗ）＾?＝Ｚａ．／＝１２，－－－５ＪＰ＋１），?（３－１７）??？／＝〇??式中？（？?＝?ｉ，２，…，〃?＋?ｉ；?－ｎ表示信道参数且满足归一化条件??ｄ＾－＼?２??２｜＾「＝％＝１，２，＂７＋１）。下标表示量子信道序号。为传送原始??？／＝０??未知单粒子态多跳无损隐形传态方法分为五个步骤
【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation of Hadamard Gate for Open Quantum Systems by the Lyapunov Control Method[J]. Nourallah Ghaeminezhad,Shuang Cong. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(03)
[2]基于五粒子团簇态实现四粒子团簇态的概率隐形传态[J]. 臧鹏,宋若愚,蒋跃,易图林. 量子电子学报. 2017(04)
[3]Probabilistic teleportation of multi-particle partially entangled state[J]. 陈秀波,杜建忠,温巧燕,朱甫臣. Chinese Physics B. 2008(03)
硕士论文
[1]基于多粒子纠缠态的可控量子隐形传态[D]. 陈解放.中南大学 2013
本文编号：3284226
【文章来源】：苏州大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２标准量子隐形传态原理图??
第３章基于非最大纠缠Ｂｅｌｌ信道的多跳尤损隐形传态方法?高维量子网络中的多跳隐形传态方法研究??ｃｌ－＼??Ｗ．糾＝２＞々１敁〉从，?（３＿２）??ｋ＝０??其中４（々＝０，１，？，６／－１）表示信道参数且满足＾｜义｜２＝１。不失一般性，假设??ｋ＝０??ｆｌｍｉｎ?＝ｍｉｎｋ，ａｌ，…，々一丨｝。??为了更加清晰地阐述该点对点隐形传态方案，整个隐形传态实现过程用图３．１所??示的量子线路描述。图中双横线表示Ａｌｉｃｅ和Ｂｏｂ之间所连接的经典通信信道。??ｓｔｅｐｌ?ｓｔｅｐ３’?ｓｔｅｐ３??Ｉ?ｉ?；?｜??］???ｒ—ＧＨ￣＾（ＧＨ）?—?＊１?－Ｈ－／ｆ?＝?ｆ??Ａｌｌｃｅ＜＾—?（ＧＣＮＯＴ）??…车－…??ｓｔｅｐ２?｜ｉ）ｃ??＾?ｌ：…－??１?１?１〇），??图３．１点对点无损量子隐形传态原理图??Ｆｉｇｕｒｅ．３．１?Ｔｈｅ?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｎｅ－ｔｏ－ｏｎｅ?ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ?ｔｅｌｅｐｏｒｔａｔｉｏｎ??首先，Ｂｏｂ引入一个初态为ＩＣ＾的辅助粒子％则粒子５；和粒子ｅ组成的联合??系统态为??ｋ＞ＭｌＢｌｅ??＝ｌ４？ｋ），Ｂ｜？ｌ°），??ｆ?ＣＪ￣＼?＼?ｆ?ｃ／￣＼?＼??＝？?（３＿３）??＼?，／＝〇?／?Ｖ?ｋ＝０?Ｊ??＝Ｚ?Ｙｃ．ｉ＼Ｊｋ），Ａ?？??＊＝〇ＶＶ－／＇＝°?Ｊ?）??为实现未知量子态从Ａｌｉｃｅ到Ｂｏｂ的直接传送，隐形传态方法可划分为以下四个步骤。??步骤１：?Ａｌｉｃｅ对她的粒子＾和?＜?执行一个广义控制非门（ＧＣＴＶＤｒ）操作，然后??对粒子／执行一个广义Ｈ
第３章基于非最大纠缠Ｂｅｌｌ信道的多跳无损隐形传态方法?高维量子网络中的多跳隐形传态方法研究??隐形传态网络中，源节点Ａｌｉｃｅ，／＞个中间节点ｗ／ｅ．，?＝?１，２，…，Ｐ）以及目标节点Ｂｏｂ??之间由Ｐ＋１个不同的高维Ｂｅｌｌ对连接，Ａｌｉｃｅ希望通过多个中间节点将式（３－１）所示的??未知单粒子量子态传送给目标节点Ｂｏｂ。??多跳无损隐形传态体系的粒子分配如图３．３所示。发送方Ａｌｉｃｅ持有粒子ｆ和４，??接收方Ｂｏｂ则持有粒子尽＋｜，第祓＜７＝Ｕ＂巧个中间节点ｃ／＾／沁持有粒子／？，，和。??Ｓｃｎｉｌｉ－ｒ?Ｉｕｌｅｒｎｕ－ｔｌｉａｌｉ＊?ｎｍｋ＊ｓ?Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??丨，－丨－＇?▲?｜?ｉｄ?４?▲丨从，▲?ｍ?—ｋ??ｌｉｋＨ＇Ｋｉｎｉ?＜ｌｋｍｎｒｌ?ｑｉｕｎｈａｎ?＜?ｕｎｎｒｌ?＜）ｉｋａｎｌｉ？ｎ?（ｔｖｍｎｒｌ??Ａｌｉｃｅ?二：二一．Ｃｈ（＂．ｌｉｅ「＇口口？＿Ｃｈａｒ“ｅ：?Ｃｈａｒ／ｉｅｐ?＾Ｂｏｂ??图３．３多跳隐形传态粒子分配图??Ｆｉｇｕｒｅ．３．３?Ｔｈｅ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐ?ｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ?ｔｅｌｅｐｏｒｔａｔｉｏｎ??尸＋１个Ｊ维非最大纠缠Ｂｅｌｌ对在相邻节点之间组成的量子信道形式如下??ｄ－＼??Ｗ）＾?＝Ｚａ．／＝１２，－－－５ＪＰ＋１），?（３－１７）??？／＝〇??式中？（？?＝?ｉ，２，…，〃?＋?ｉ；?－ｎ表示信道参数且满足归一化条件??ｄ＾－＼?２??２｜＾「＝％＝１，２，＂７＋１）。下标表示量子信道序号。为传送原始??？／＝０??未知单粒子态多跳无损隐形传态方法分为五个步骤
【参考文献】：
期刊论文
[1]Preparation of Hadamard Gate for Open Quantum Systems by the Lyapunov Control Method[J]. Nourallah Ghaeminezhad,Shuang Cong. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2018(03)
[2]基于五粒子团簇态实现四粒子团簇态的概率隐形传态[J]. 臧鹏,宋若愚,蒋跃,易图林. 量子电子学报. 2017(04)
[3]Probabilistic teleportation of multi-particle partially entangled state[J]. 陈秀波,杜建忠,温巧燕,朱甫臣. Chinese Physics B. 2008(03)
硕士论文
[1]基于多粒子纠缠态的可控量子隐形传态[D]. 陈解放.中南大学 2013
本文编号：3284226
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