多粒子量子远程传态的研究

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量子信息学(Quantum Information)是量子力学与信息科学相交叉而产生的新的学科,量子通信就是它研究的内容之一。在量子通信中,量子远程传态起着至关重要的作用。所谓量子远程传态(Quantum teleportation)也叫量子隐形传态,是指脱离实物的信息传送。也就是说将原物的信息分成经典信息和量子信息两部分,它们分别通过经典信道和量子信道传给接收者。经典信息是发送者对于原物进行测量而得到的,量子信息则是发送者在测量中未提取的信息。在接收者得到这两种信息后,通过某种操作就可以恢复出要传送的态。量子远程传态用量子态作为信息载体,通过量子态的传送来完成大容量信息的传送,基于测不准原理与量子不可克隆原理,实际上实现了不可破译的量子保密通信。自从1993年Bennett等首次提出量子远程传态概念后,就有很多人致力于量子远程传态的研究。本文主要是对多粒子的量子远程传态的研究。首先是对量子通信内容以及量子远程传态理论进展和实验进展的阐述;接着介绍了量子信息的一些相关理论、单粒子的量子远程传态和概率量子远程传态的提出以及实现过程。第四章与第五章是本文最核心的部分。第四章是对两粒子部分纠缠态的量子远程传态的方案的改进。与他人的相关研究结果不同,我们找到了一种新的量子纠缠态作为量子信道,可以避免使用Hadamard门变换以及引入附加粒子这样的操作,实现两粒子部分纠缠态的量子远程传态。我们还把这种方法推广到n粒子部分纠缠态的量子远程传态。第五章给出了仅用一条量子信道对三粒子任意态的量子远程传态的理论设计方案,这种新的设计方案降低了对量子信道的要求以及避免使用Hadamard门变换以及引入附加粒子这样的操作。
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