本文關(guān)鍵詞：基于量子網(wǎng)絡(luò)中量子態(tài)遠程傳送與操作的若干協(xié)議設(shè)計

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【摘要】：自二十世紀以來,隨著量子力學和信息學的逐步發(fā)展與結(jié)合,在信息領(lǐng)域中發(fā)展成一門新的學科—量子信息科學。量子通信技術(shù)作為量子信息科學中重要分支和最有發(fā)展前景的學科,包括量子隱形傳態(tài)、量子態(tài)秘鑰分配、量子態(tài)制備、量子稠密編碼和量子態(tài)共享等主要研究點。量子遠程態(tài)制備和量子遠程操作作為量子網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)框架中的關(guān)鍵任務,其中量子資源的使用、方案的高效性、和普適性等都是評價協(xié)議優(yōu)劣至關(guān)重要的指標。本文主要討論了構(gòu)建確定性信道的量子態(tài)傳送、任意高維量子態(tài)克隆和量子態(tài)遠程控制等三個協(xié)議。首先,因為量子實驗會受到外界環(huán)境的影響,其中最大糾纏態(tài)受到的影響最大,往往會演變成部分糾纏量子態(tài)。然而以部分糾纏態(tài)為量子信道的隱形傳輸并不能保證百分之百的成功,因此研究如何利用概率信道進行確定性量子隱形傳送是一個關(guān)鍵問題。本文創(chuàng)新性地利用兩個擴展性的Bell概率信道巧妙的構(gòu)建確定性多能級量子信道,實現(xiàn)了基于概率信道且沒有直接聯(lián)系的Alice和Charlie能夠進行100%的量子傳送;其次,根據(jù)量子不可克隆定理和克隆的本質(zhì),量子態(tài)克隆也可以作為量子態(tài)傳輸?shù)囊环N。目前已有的研究方案都是從量子信道特性、制備效率、制備成功概率、資源使用等等方向分析的,目前還沒有一種方案是針對普適量子態(tài)制備的。因而提出一種普適的關(guān)于任意多能級量子態(tài)制備方案,使用易獲取的Bell態(tài)量子信道,使得方案具有很好的普適應用性。從理論上驗證了方案的可行性,并分析了量子資源的使用情況和對量子網(wǎng)絡(luò)的安全性進行了檢測驗證;最后,論文分別討論了兩方、三方和多方高維的量子態(tài)遠程控制方案,主要通過門操作提出了一種“兄弟態(tài)”的思想,通過傳送“兄弟態(tài)”到目標方實現(xiàn)控制,打破了常規(guī)的傳送目標態(tài)的思想,以平行控制的嶄新方式實現(xiàn)遠程控制,使其方案性能得到了大幅度提升。
【關(guān)鍵詞】：量子隱形傳態(tài) 量子態(tài)克隆 遠程平行控制 幺正操作 高維量子態(tài)
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O413;TN918.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-13
• 1.1 量子信息簡介9-10
• 1.2 量子通信技術(shù)10-11
• 1.3 課題簡介11-13
• 第二章 量子信息特性及基本理論13-23
• 2.1 量子比特表達式13-15
• 2.2 量子門15-18
• 2.3 量子糾纏態(tài)18-19
• 2.4 量子測量19-20
• 2.4.1 投影測量19-20
• 2.4.2 廣義測量20
• 2.5 量子隱形傳態(tài)20-23
• 第三章 基于構(gòu)建確定性信道的量子隱形傳態(tài)23-31
• 3.1 構(gòu)建忠實量子信道的方案設(shè)計23-26
• 3.2 確定性信道的單粒子隱形傳態(tài)26-27
• 3.3 三方參與的量子信道構(gòu)建方案設(shè)計27-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第四章 普適的任意多能級量子態(tài)克隆方案設(shè)計31-40
• 4.1 基于最大糾纏BELL信道的概率性隱形傳態(tài)32-34
• 4.1.1 兩粒子量子隱形傳態(tài)方案32-33
• 4.1.2 任意多粒子隱形傳態(tài)方案33-34
• 4.2 基于BELL部分糾纏信道的任意量子態(tài)傳送34-36
• 4.3 基于最大BELL糾纏信道的任意量子態(tài)克隆36-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第五章 高效的量子遠程平行控制協(xié)議設(shè)計40-46
• 5.1 兩方參與的量子態(tài)遠程控制設(shè)計40-41
• 5.2 三方參與的量子態(tài)遠程平行控制方案41-44
• 5.3 本章小結(jié)44-46
• 第六章 總結(jié)和展望46-48
• 6.1 課題小結(jié)46-47
• 6.2 量子通信發(fā)展展望47-48
• 參考文獻48-54
• 攻讀碩士學位期間公開發(fā)表的論文54-55
• 致謝55-56

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