基于三光子GHZ态与W态的量子信息传送
发布时间：2021-09-22 01:59
二十世纪八十年代诞生了一门新的学科——量子信息学,它是物理与信息、数学的结合。量子纠缠是量子信息中的重要资源之一,它对于量子信息技术起着关键性的作用。应用量子纠缠,将处于纠缠态的系统作为传送秘密信息的载体,利用其相干特性,对秘密信息进行编码及传送。基于光学系统,人们提出了越来越多的量子信息通信方案,成为当今量子信息通信领域的前沿课题之一。只应用线性光学方法的量子通信方案线路复杂,成功概率低,实现信息传送方案较为困难。应用非线性光学方法,能够降低量子通信线路的复杂度,提高方案实现的成功概率。本论文的主要研究工作是应用弱交叉克尔介质的非线性,考虑联合噪声的影响,将处于纠缠态的光子作为秘密信息载体,提出基于纠缠GHZ态和完美W态的量子信息传送方案。本文共分为四章,其中第三章和第四章为我们的主要研究工作,具体内容安排如下:第一章阐述本文的研究背景及研究意义,主要包括量子信息学的建立,发展现状及前景。第二章简要介绍与本文研究内容相关的预备知识,主要包括量子比特,量子纠缠,光学元件,非线性交叉克尔效应以及经典的量子密钥分发协议等。第三章研究应用纠缠GHZ态的量子信息传送。首先,应用线性光学元件,提...
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1.分束器Figure2-1.Beamsplitter.
基于三光子GHZ态和W态的量子信息传送6图2-2.偏振分束器Figure2-2.Polarizationbeamsplitter.2.3.3波晶片波晶片是从单轴晶体切割下来的平面板块，表面与晶体光轴平行的平面薄片。利用光的双折射原理，可以对光子的偏振方向进行调整。半波片（HWP）就是波晶片的一种，它能使相互垂直的两束光产生的相位延迟。斜置的半波片，如图2-3所示。它能够实现单光子态的旋转变换。斜置指的是半波片的光轴和入射光的水平偏振H成一定角度。此时的半波片对水平偏振光H和竖直偏振光V的作用表示为Hcos2Hsin2V，Vsin2Hcos2V（2-9）用矩阵表示为2cos2sin2sin2cos（2-10）式中采用的基矢，其表象为1001HV，（2-11）
渤海大学硕士学位论文7当半波片的光轴和入射光的水平偏振H夹角为45°时，有HV，VH（2-12）当半波片的光轴和入射光的水平偏振H夹角为22.5°时，有12HHV，12VHV（2-13）图2-3.斜置的半波片Figure2-3.Half-waveplatetilted.2.4交叉克尔效应克尔效应指的是各向同性介质通过电场作用，变成各向异性介质，因而产生双折射的现象，该效应是在1875年被苏格兰物理学家克尔发现的。通常克尔效应可以根据泵浦场的不同分为两大类：一类为克尔电光效应，一类为光学克尔效应。其中克尔电光效应是指外加电场引起的折射率变化，而光学克尔效应指的是光电场直接引起的折射率变化，它是一种三阶非线性效应。如果由于自身的光电场引起光线在介质中折射率的变化，称为自作用光克尔效应；如果是由泵浦光引起的，则称为相互作用光克尔效应。对光学克尔效应而言，介质折射率的变化量和外电场的平方是正比关系，变化后的折射率可以表示为
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient N-particle W state concentration with different parity check gates[J]. SHENG YuBo,PAN Jun,GUO Rui,ZHOU Lan,WANG Lei. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(06)
[2]Quantum Secure Communication Using a Class of Three-Particle W State[J]. DONG Li XIU Xiao-Ming GAO Ya-Jun CHI Feng Department of Physics,Bohai University,Jinzhou 121000,China. Communications in Theoretical Physics. 2008(08)
本文编号：3402910
【文章来源】：渤海大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图2-1.分束器Figure2-1.Beamsplitter.
基于三光子GHZ态和W态的量子信息传送6图2-2.偏振分束器Figure2-2.Polarizationbeamsplitter.2.3.3波晶片波晶片是从单轴晶体切割下来的平面板块，表面与晶体光轴平行的平面薄片。利用光的双折射原理，可以对光子的偏振方向进行调整。半波片（HWP）就是波晶片的一种，它能使相互垂直的两束光产生的相位延迟。斜置的半波片，如图2-3所示。它能够实现单光子态的旋转变换。斜置指的是半波片的光轴和入射光的水平偏振H成一定角度。此时的半波片对水平偏振光H和竖直偏振光V的作用表示为Hcos2Hsin2V，Vsin2Hcos2V（2-9）用矩阵表示为2cos2sin2sin2cos（2-10）式中采用的基矢，其表象为1001HV，（2-11）
渤海大学硕士学位论文7当半波片的光轴和入射光的水平偏振H夹角为45°时，有HV，VH（2-12）当半波片的光轴和入射光的水平偏振H夹角为22.5°时，有12HHV，12VHV（2-13）图2-3.斜置的半波片Figure2-3.Half-waveplatetilted.2.4交叉克尔效应克尔效应指的是各向同性介质通过电场作用，变成各向异性介质，因而产生双折射的现象，该效应是在1875年被苏格兰物理学家克尔发现的。通常克尔效应可以根据泵浦场的不同分为两大类：一类为克尔电光效应，一类为光学克尔效应。其中克尔电光效应是指外加电场引起的折射率变化，而光学克尔效应指的是光电场直接引起的折射率变化，它是一种三阶非线性效应。如果由于自身的光电场引起光线在介质中折射率的变化，称为自作用光克尔效应；如果是由泵浦光引起的，则称为相互作用光克尔效应。对光学克尔效应而言，介质折射率的变化量和外电场的平方是正比关系，变化后的折射率可以表示为
【参考文献】：
期刊论文
[1]Efficient N-particle W state concentration with different parity check gates[J]. SHENG YuBo,PAN Jun,GUO Rui,ZHOU Lan,WANG Lei. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2015(06)
[2]Quantum Secure Communication Using a Class of Three-Particle W State[J]. DONG Li XIU Xiao-Ming GAO Ya-Jun CHI Feng Department of Physics,Bohai University,Jinzhou 121000,China. Communications in Theoretical Physics. 2008(08)
本文编号：3402910
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