基于五粒子纠缠态的隐形传态和信息分离

论文摘要

量子信息学是量子力学和信息科学相结合而产生的一门新兴的交叉学科，而量子通信是量子信息学的一个重要分支，主要包括量子隐形传态、量子稠密编码、量子密钥分配等。量子隐形传态是量子非定域性最切实的证明，本文论述了一个基于五粒子团簇态的量子隐形传态方案，以及一个基于五粒子纠缠态的量子信息分离方案:（一）提出了一个五粒子团簇态作为量子信道实现二粒子任意态的隐形传态方案。首先，在五粒子团簇态为量子信道实现二粒子隐形传态的方案中，发送者Alice对她自己拥有的粒子做一次五粒子von-Neumann联合测量，接受者Bob根据发送者Alice的测量结果，对自己拥有的粒子做相应的幺正变换，就可以重建发送者Alice传递的二粒子任意态。该方案成功的概率为100%。（二）提出了一个以五粒子纠缠态为量子信道实现对二粒子任意态的信息分离方案。在方案中，Alice（发送者），Charlie（控制者）和Bob（接收者）共享一个五粒子纠缠态，Alice只需要执行Bell基测量，而Charlie也仅需要执行单粒子测量，Bob根据Alice和Charlie的测量结果，对自己拥有的粒子做适当的幺正变换，就可以重建发送者的二粒子任意态。这个量子信息分离方案是决定性的，成功的概率为100%。与使用相同的量子信道[Phys. Rev. A77（2008）032321]进行二粒子任意态的量子信息分离方案相比，这个方案不需要执行四粒子的联合测量，从而使得这个方案更加简单。此方案被证明可反某些窃听攻击。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 2 基础知识和基础理论
• 2.1 纠缠态
• 2.2 Bell 态
• 2.3 量子比特
• 2.4 纯态与混态
• 2.5 量子测量
• 2.6 幺正操作
• 3 量子隐形传态和量子信息分离
• 3.1 量子隐形传态的提出
• 3.2 量子信息分离
• 4 基于五粒子团簇态实现任意二粒子态的隐形传态
• 4.1 团簇态
• 4.2 以五粒子团簇态为信道实现任意二粒子态的隐形传态
• 5 基于五粒子纠缠态实现二粒子任意态的量子信息分离
• 5.1 五粒子最大纠缠态
• 5.2 基于五粒子纠缠态实现单粒子任意态的隐形传态
• 5.3 基于五粒子纠缠态实现二粒子任意态的信息分离
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间公开发表论文（著）及科研情况