基于团簇态的多方量子通信方法研究

发布时间：2022-12-08 19:02

　　量子通信是一种运用量子纠缠效应实现的新型通信方式。团簇态作为一种重要的纠缠资源,具有强大的纠缠特性及可靠的安全性,在量子信息处理任务中得到广泛关注。此外,由于量子信道与环境噪声相互作用对信息传送产生不可忽略的影响,本文研究了团簇态在量子网络中的多方通信行为,并通过引入中间节点克服相距甚远的量子比特耦合作用较弱的限制。主要研究内容如下:（1）提出了一种基于Bell态实现团簇态远距离扩展方法,该方案将复杂的量子操作交由中心节点执行,可以降低物理实现难度。此外本方案可在不直接共享量子纠缠对的节点之间进行量子通信,提高了量子通信的实用性。（2）提出了一种基于非最大纠缠团簇态的多跳隐形传态方法,通信双方引入中间节点建立多跳量子路径,通过巧妙地构造矩阵使通信双方建立直接纠缠信道,且推导了信息传送成功概率与纠缠态系数之间的关系,降低了计算复杂度和资源消耗。（3）提出了一种基于团簇态远程制备四比特团簇态方法,通信双方通过纠缠交换建立最大纠缠量子信道,经过幅度调制和相位调制等一系列操作实现远程制备四比特团簇态。在此基础上,进而研究了量子信道为非最大纠缠量子态的场景,使得方案具有良好的可扩展性。 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 课题的主要研究内容
    1.3 论文结构安排
第二章 量子信息学的基础理论
    2.1 量子比特
    2.2 量子逻辑门
    2.3 量子纠缠态
    2.4 量子测量
    2.5 量子隐形传态
    2.6 量子态制备
第三章 基于BELL态实现团簇态远距离扩展方法
    3.1 基于单个中间节点的团簇态远距离扩展方案
    3.2 基于多个中间节点的团簇态远距离扩展方案
    3.3 实例分析
    3.4 资源消耗与延迟分析
    3.5 本章小结
第四章 基于非最大纠缠团簇态的多跳隐形传态方法
    4.1 基于非最大纠缠团簇态的单跳隐形传态方法
    4.2 基于非最大纠缠团簇态的多跳隐形传态方法
    4.3 分析与比较
    4.4 本章小结
第五章 基于团簇态远程制备四比特团簇态
    5.1 基于最大纠缠团簇态远程制备四比特团簇态
    5.2 基于非最大纠缠团簇态远程制备四比特团簇态
    5.3 分析与比较
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间公开发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Quantum teleportation of particles in an environment[J]. 杨璐,刘雨辰,李岩松.  Chinese Physics B. 2020(06)
[2]四量子纠缠态的可选远程态制备[J]. 彭家寅.  量子电子学报. 2019(06)
[3]基于团簇态的量子秘密共享方案[J]. 程思铤,谭晓青.  计算机工程与应用. 2016(21)
[4]基于七粒子最大纠缠态的未知三粒子的两种隐形传态方案[J]. 段亚军,查新未,孙新梅.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2014(06)
[5]Teleportation of Two-Particle Entangled State via Cluster State[J]. LI Da-Chuang CAO Zhuo-LiangKey Laboratory of Opto-Electronic Information Acquisition and Manipulation,Ministry of Education,and School ofPhysics and Material Science,Anhui University,Hefei 230039,China.  Communications in Theoretical Physics. 2007(03)



本文编号：3713950