采用正定算符值测量进行量子隐形传态的理论研究

论文摘要

随着计算机的深度运用,人们发现目前所使用的数字计算机已遭遇到其发展的“瓶颈”。于是,科学家们提出了“量子计算机”的设想。这个设想的提出,无疑是推动了利用量子力学规律来表示和操作信息的一门新学科--“量子信息学”的飞速发展。其中,量子隐形传态是量子信息领域一个热门的研究课题,人们对它展开了大量的研究,并已取得了许多有价值的研究成果。本文首先简要回顾了量子信息学的发展过程和一些基本概念。接着,着重介绍了量子隐形传态的基本原理、量子纠缠态的制备以及量子隐形传态的研究进展。最后,本文提出了两种采用正定算符值测量（POVM）进行量子隐形传态的理论方案,并分别讨论了它们成功传输的相应几率。第一个方案中,假定发送者和接收者事先分享三个两体部分纠缠态作为量子通道,在发送者实施三个Bell基态测量以及接收者构造合适的POVM算符对辅助粒子进行广义测量后,任意三粒子纯态的概率量子隐形传送可得以实现。研究结果表明,该方案的成功传输几率仅与量子通道的参数有关,而且方案的平均保真度大于2/3,这要优于经典方案的保真度。在第二个方案中,利用两个部分纠缠态作为量子通道,提出了一种运用POVM测量辅助粒子,可控量子隐形传送一般的两体三维量子纠缠态方案。在该方案中,两个接收者中的一方需在另一方的协助下才能重构发送者所要传递的初始态。本文的工作不仅有助于进一步了解量子隐形传态过程中量子通道与成功传输几率的关系,同时对量子隐形传态的实际应用以及量子通信过程的深入研究都有一定的理论指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 量子信息基本知识
• §1.1 量子信息学简介
• §1.2 量子信息的载体
• §1.3 量子测量
• §1.4 量子信息传输结果的量化
• §1.5 本文主要工作
• 第二章 量子隐形传态
• §2.1 量子隐形传态的基本原理
• §2.2 纠缠态的制备
• §2.3 量子隐形传态的研究进展
• 第三章 运用POVM测量概率隐形传输任总三粒子态
• §3.1 引言
• §3.2 运用POVM测量概率隐形传愉任意三粒子态
• §3.3 传输方案的平均保真度
• §3.4 小结
• 第四章 运用POVM测量可控传递一般的两体三维量子态
• §4.1 量子可控隐形传态
• §4.2 运用POVM测量可控传递一般的两体三维量子态
• §4.3 小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的和待发表的论文
• 致谢