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量子信息学是一门兴起于上世纪八十年代,集量子论和信息论于一体的交叉学科。主要包涵:量子通信、量子信息论、量子计算和量子测量等几个方面。其中,量子通信因其具有经典通信所无法比拟的高效性和安全性,因而在近些年来量子物理和信息科学研究中受到了广泛的关注。量子通信的基础是量子纠缠态,它在量子通信的众多研究课题中都起着至关重要的作用,因此量子纠缠态的制备就成为了我们需要解决的最基本的问题。保真度是衡量量子通信质量的一项重要数据,因此如何提高保真度也是我们研究的一个重点。 本文涉及主要包括,量子纠缠态的制备、隐形传态及其保真度的研究。全文分为以下四个部分: 第一章,介绍了量子信息学的一些基本概念,量子纠缠理论、保真度理论和退相干理论。 第二章,提出了基于交叉克尔非线性效应制备纠缠相干态的光学实现方案。给出了一些常见纠缠相干态和高维多模相干态的制备方案。高维纠缠相干态对长距离量子通信具有重要意义。 第三章,提出一种基于弱交叉克尔非线性的制备三光子GHZ态和多光子GHZ态的新方案。方案将采用了误差率相对较低的p零差测量;将以前的单光子相互作用替换为双光子相互作用,降低了退相干效应的影响;所用的设备也仅是些简单的基本线性光学原件。相比以前的方案具有更低的误差概率和更高的保真度,且更易实现。 第四章,分别使用双模光子测量和奇偶态测量对非最大纠缠相干态隐形传态的保真度进行了计算。发现使用奇偶态测量可以明显提高隐形传态保真度。这为人们设计一种高保真度、高成功概率的隐形传态实验方案提供了参考。