基于光学器件量子隐形传送纠缠相干态和纠缠压缩态的研究

摘要

量子信息学是将量子力学和信息科学相结合而形成的交叉学科,主要包括量子通信和量子计算两个分支。利用量子态作为信息的载体且采用量子理论来处理信息问题,量子信息以其独特的优越性引起了学术界广泛的兴趣。作为量子通信的一个分支——量子隐形传送,自从1993年它被提出以来备受理论和实验研究者的关注。量子隐形传态过程中发送者可以将未知的量子态传送给遥远的接收者,而量子态的载体本身并不被传送。基于光学器件,本文提出了两种连续变量态的量子隐形传送方案。
　　本文着重研究了利用光学器件进行纠缠相干态和纠缠压缩态的量子隐形传送过程。首先提出了一种采用四体团簇型纠缠相干态作为纠缠资源实现近完美隐形传送纠缠相干态的方案,所使用的光学器件包括分束器、相移器和光子探测器等,并且获得了该方案的平均保真度。结果表明,在｜α｜足够大的时候,平均保真度几乎为1,如当｜α｜=3时,平均保真度F_av=0.967。此外,本文还提出了一种基于一对纠缠压缩真空态进行两粒子四组份压缩真空态的量子隐形传输方案,同时也计算了相应的成功几率。该方案需要分束器和能区分奇偶光子数的理想探测器等光学器件。研究表明,仅当所有光子探测器都探测到奇光子数时,初始压缩真空态可以实现保真度为100％的量子隐形传输,而且成功几率只依赖于压缩参数。本文的研究工作有利于进一步加深理解团簇型纠缠相干态和纠缠压缩真空态在量子通信以及量子信息处理中的应用。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

第二章 量子隐形传态

§2.1 引言

§2.2 量子隐形传态的基本原理

§2.3 连续变量量子隐形传态

§2.4 本文主要工作

第三章 纠缠相干态的量子隐形传送

§3.1 引言

§3.2 纠缠相干态的相关量子隐形传态方案

§3.3 两模两组份纠缠相干态的传输方案

§3.4 小结

第四章 两模四组份纠缠压缩真空态的量子隐形传送

§4.1 引言

§4.2 压缩真空态的相关量子隐形传送方案

§4.3 两模四组份纠缠压缩真空态的隐形传输

§4.4 小结

第五章 总结和展望

参考文献

硕士期间发表和待发表的论文

致谢