噪声环境下任意单量子比特态的循环受控远程制备
发布时间：2021-01-20 20:04
远程制备作为一种重要的量子通信方式,它为量子态的安全传输提供新的途径.近年来,远程制备在理论和实验方面都得到了广泛关注,研究者们相继提出了许多经由不同纠缠资源的远程制备协议.然而,在实际的量子通信环境中,噪声总是不可避免地干扰量子态的有效传输,从而不能实现完美通信.因此,研究噪声环境下的量子远程制备协议有着重要的意义.本文研究了理想状态下任意单量子比特态的确定性循环受控远程制备协议.并且以五粒子纠缠态作为量子信道的任意单量子比特态的双向受控远程制备协议为例,利用算子和表示的方法分析了五种常见噪声（振幅阻尼噪声,相位阻尼噪声,比特翻转噪声,相位翻转噪声和比特相位翻转噪声）对通信协议的影响.本文得到的主要结果如下:1、提出了经由五粒子纠缠态的任意单量子比特态的双向受控远程制备协议,与之前的双向受控远程制备协议相比,该协议具有以下优点:精心构造的测量基使得发送方在执行测量之前不需要进行信息分割和额外的局部操作;网络编码技术的应用节约了经典通信资源.此外,利用算子和表示方法分析了五种常见噪声对此通信方案的影响.通过计算保真度来刻画输出态与制备态的接近程度.结果表明,保真度都依赖于噪声类型,制备...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
量子信道的产生线路.
第三章噪声环境下任意单量子比特态的双向受控远程制备图3-2五种噪声环境下,当制备态的系数都是1√2时,保真度与噪声参数之间的关系.(a)(b)(c)(d)图3-3当噪声参数=1时,五种噪声环境下输出态的保真度与制备态系数1,2的关系.其中(a)PF噪声(b)BF和BPF噪声(c)AD噪声(d)PD噪声.29
噪声环境下任意单量子比特态的循环受控远程制备下的七粒子纠缠态的量子信道|′=1√2[|+12|+34|+56|07+|12|34|56|17].(4-4)因此,整个构造量子信道的量子线路图如图4-1所示.图4-1量子信道的产生线路.4.1.2理想环境下的三方循环受控远程制备方案假设发送方Alice要制备的任意单量子比特态为式(3-1)中的态|,其中=1,2,3,并且制备态的系数和满足归一化条件2+||2=1.如果发送方和控制方他们事先共享式(4-4)中的七粒子纠缠态作为量子信道,其中发送方Alice1拥有粒子(1,6),Alice2拥有粒子(2,3),Alice3拥有粒子(4,5),并且粒子7属于控制方Charlie.为了实现CCRSP通信方案,发送方和控制方应该合作完成以下任务.S1发送方Alice首先引入一个辅助粒子|021′,然后执行CNOT操作(21)(21)′.从而信道|′变成了一个十粒子纠缠态|′′=14[(|000+|111)11′2(|000+|111)33′4(|000+|111)55′6|07+|000|111)11′2(|000|111)33′4(|000|111)55′6|17].(4-5)事实上,真正的非局部资源花费仅仅七比特,因为在态|′′中粒子1′,3′,5′是局部资源.32
【参考文献】：
期刊论文
[1]受控循环远程态制备[J]. 彭家寅. 计算机应用研究. 2020(09)
[2]Efficient schemes of joint remote preparation with a passive receiver via EPR pairs[J]. 马松雅,高聪,罗明星. Chinese Physics B. 2015(11)
[3]量子通信与量子计算[J]. 苏晓琴,郭光灿. 量子电子学报. 2004(06)
本文编号：2989695
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
量子信道的产生线路.
第三章噪声环境下任意单量子比特态的双向受控远程制备图3-2五种噪声环境下,当制备态的系数都是1√2时,保真度与噪声参数之间的关系.(a)(b)(c)(d)图3-3当噪声参数=1时,五种噪声环境下输出态的保真度与制备态系数1,2的关系.其中(a)PF噪声(b)BF和BPF噪声(c)AD噪声(d)PD噪声.29
噪声环境下任意单量子比特态的循环受控远程制备下的七粒子纠缠态的量子信道|′=1√2[|+12|+34|+56|07+|12|34|56|17].(4-4)因此,整个构造量子信道的量子线路图如图4-1所示.图4-1量子信道的产生线路.4.1.2理想环境下的三方循环受控远程制备方案假设发送方Alice要制备的任意单量子比特态为式(3-1)中的态|,其中=1,2,3,并且制备态的系数和满足归一化条件2+||2=1.如果发送方和控制方他们事先共享式(4-4)中的七粒子纠缠态作为量子信道,其中发送方Alice1拥有粒子(1,6),Alice2拥有粒子(2,3),Alice3拥有粒子(4,5),并且粒子7属于控制方Charlie.为了实现CCRSP通信方案,发送方和控制方应该合作完成以下任务.S1发送方Alice首先引入一个辅助粒子|021′,然后执行CNOT操作(21)(21)′.从而信道|′变成了一个十粒子纠缠态|′′=14[(|000+|111)11′2(|000+|111)33′4(|000+|111)55′6|07+|000|111)11′2(|000|111)33′4(|000|111)55′6|17].(4-5)事实上,真正的非局部资源花费仅仅七比特,因为在态|′′中粒子1′,3′,5′是局部资源.32
【参考文献】：
期刊论文
[1]受控循环远程态制备[J]. 彭家寅. 计算机应用研究. 2020(09)
[2]Efficient schemes of joint remote preparation with a passive receiver via EPR pairs[J]. 马松雅,高聪,罗明星. Chinese Physics B. 2015(11)
[3]量子通信与量子计算[J]. 苏晓琴,郭光灿. 量子电子学报. 2004(06)
本文编号：2989695
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