关于量子信息传输的若干问题研究
发布时间：2021-12-19 13:27
量子通信是指利用量子比特作为载体来传输量子信息的一种通信技术。作为量子信息学研究的重要领域之一,量子通信是一个有趣的研究主题,并吸引了众多学者的关注。相比经典通信技术,量子通信不仅能克服现代通信技术发展的瓶颈,而且也比经典通信更加安全可靠。在前人研究的基础上,本学位论文对量子信息传输理论展开研究,主要研究内容如下:1、利用他人提出的GHZ类量子纠缠态,给出了两个有关量子隐形传态的通信方案。第一个方案是在三个参与者之间分裂了任意一个d维量子态。第二个方案是利用一组2维GHZ类非最大纠缠态作为信道隐形传态了任意一个d维量子态。这两个量子通信方案都是在维度不等的量子通信系统中运行,而且方案参与者需要执行地所有操作也很简单,比如,作为接收方只要执行简单的几个Pauli算子,而控制方仅要对自己手中的粒子执行经典基的测量。另外,两个方案都能以成功概率为1的方式实现量子信息传输。2、论文考虑了利用非最大纠缠态作为信道的可控双向隐形传态通信方案,这种量子通信方法可以同时实现双向量子信息的传输。最近,研究双向隐形传态通信方式的学者很多,并利用不同的量子纠缠态作为信道设计出很多的双向隐形传态通信方案。但在...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究的背景
1.2 研究的现状
1.2.1 量子隐形传态
1.2.2 远程量子信息集中
1.3 研究的主要问题及创新点
1.4 本论文的结构安排
第二章 预备知识
2.1 Hilbert空间与张量积
2.1.1 Hilbert空间
2.1.2 张量积运算
2.1.3 矩阵的迹
2.2 量子力学的四个假设
2.3 密度算子与不可克隆定理
2.3.1 系综
2.3.2 约化密度算子
2.3.3 量子不可克隆定理
2.4 量子纠缠度量与量子线路
2.4.1 量子纠缠与度量
2.4.2 量子线路
2.5 本章小结
第三章 维度不等量子系统中安全通信
3.1 经典量子隐形传态
3.2 基于最大纠缠信道的量子信息分裂
3.2.1 三维量子信息的分裂
3.2.2 d维量子信息的分裂
3.3 基于非最大纠缠信道的隐形传态
3.3.1 四维量子信息的隐形传态
3.3.2 d维量子信息的隐形传态
3.4 本章小结
第四章 可控双向隐形传态
4.1 二维量子信息的可控双向隐形传态
4.1.1 信道纠缠态的制备
4.1.2 可控双向隐形传态
4.2 d维量子信息的可控双向隐形传态
4.2.1 信道纠缠态的制备
4.2.2 可控双向隐形传态
4.2.2.1 三维量子信息的隐形传态
4.2.2.2 d维量子信息的隐形传态
4.3 本章小结
第五章 远程量子信息集中
5.1 2?→1 型的远程量子信息集中
5.1.1 基于最大纠缠信道的远程量子信息集中
5.1.2 基于非最大纠缠信道的远程量子信息集中
5.1.3 基于非最大纠缠信道的可控远程量子信息集中
5.2 3?→1 型的可控远程量子信息集中
5.2.1 非最大纠缠信道的制备
5.2.2 可控远程量子信息集中
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录A
A.0.1 三维量子态的分裂
A.0.2 四维量子信息的隐形传态
A.0.3 基于非最大纠缠信道的远程信息集中
攻博期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Splitting Unknown Qutrit or Ququart States via Two-Qubit Partially Entangled States Channel[J]. 章文,熊狂炜,左学勤,张子云. Communications in Theoretical Physics. 2013(02)
[2]Perfect quantum teleportation and dense coding protocols via the 2N-qubit W state[J]. 王美玉,闫凤利. Chinese Physics B. 2011(12)
[3]Controlled Teleportation of an Arbitrary Two-Particle State by One EPR Pair and Cluster State[J]. 郭战营,尚晓星,方建兴,肖瑞华. Communications in Theoretical Physics. 2011(11)
[4]Controlled quantum teleportation with Bell states[J]. 王天银,温巧燕. Chinese Physics B. 2011(04)
[5]Perfect teleportation of an arbitrary three-qubit state with the highly entangled six-qubit genuine state[J]. YIN XiaoFeng 1,LIU YiMin 2,ZHANG ZiYun 1,ZHANG Wen 1 & ZHANG ZhanJun 1 1 Key Laboratory of Optoelectronic Information Acquisition & Manipulation of Ministry of Education of China,School of Physics & Material Science,Anhui University,Hefei 230039,China;2 Department of Physics,Shaoguan University,Shaoguan 512005,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2010(11)
[6]Deterministic and Multi-Controlled Teleportation of an Arbitrary Unknown Two-Ion State in Ion-Trap System[J]. 林秀. Communications in Theoretical Physics. 2010(06)
[7]Simpler criterion on W state for perfect quantumstate splitting and quantum teleportation[J]. ZUO XueQin1,LIU YiMin2,ZHANG Wen1 & ZHANG ZhanJun11 Key Laboratory of Optoelectronic Information Acquisition & Manipulation of Ministry of Education of China,School of Physics &Material Science,Anhui University,Hefei 230039,China;2 Department of Physics,Shaoguan University,Shaoguan 512005,China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics & Astronomy）. 2009(12)
[8]Economical phase-covariant cloning with multiclones[J]. 张文海,叶柳. Chinese Physics B. 2009(09)
[9]Scheme for Implementing Assisted Cloning of an Unknown d-Dimension Equatorial Quantum State by Remote State Preparation[J]. MA Peng-Cheng~(1,2) and ZHAN You-Bang~(1,3,*)~1Department of Physics, Huaiyin Teachers College, Huaian 223001, China~2College of Physics and Electronic Engineering, Xuzhou Normal University, Xuzhou 221116, China~3CCAST (World Laboratory), P.O. Box 8730, Beijing 100080, China. Communications in Theoretical Physics. 2009(01)
[10]Optimal controlled teleportation via several kinds of three-qubit states[J]. GAO Ting1,2, YAN FengLi2,3 & LI YouCheng3 1 College of Mathematics and Information Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China; 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, D-85748 Garching, Germany; 3 College of Physics and Information Engineering, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics & Astronomy）. 2008(10)
本文编号：3544496
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究的背景
1.2 研究的现状
1.2.1 量子隐形传态
1.2.2 远程量子信息集中
1.3 研究的主要问题及创新点
1.4 本论文的结构安排
第二章 预备知识
2.1 Hilbert空间与张量积
2.1.1 Hilbert空间
2.1.2 张量积运算
2.1.3 矩阵的迹
2.2 量子力学的四个假设
2.3 密度算子与不可克隆定理
2.3.1 系综
2.3.2 约化密度算子
2.3.3 量子不可克隆定理
2.4 量子纠缠度量与量子线路
2.4.1 量子纠缠与度量
2.4.2 量子线路
2.5 本章小结
第三章 维度不等量子系统中安全通信
3.1 经典量子隐形传态
3.2 基于最大纠缠信道的量子信息分裂
3.2.1 三维量子信息的分裂
3.2.2 d维量子信息的分裂
3.3 基于非最大纠缠信道的隐形传态
3.3.1 四维量子信息的隐形传态
3.3.2 d维量子信息的隐形传态
3.4 本章小结
第四章 可控双向隐形传态
4.1 二维量子信息的可控双向隐形传态
4.1.1 信道纠缠态的制备
4.1.2 可控双向隐形传态
4.2 d维量子信息的可控双向隐形传态
4.2.1 信道纠缠态的制备
4.2.2 可控双向隐形传态
4.2.2.1 三维量子信息的隐形传态
4.2.2.2 d维量子信息的隐形传态
4.3 本章小结
第五章 远程量子信息集中
5.1 2?→1 型的远程量子信息集中
5.1.1 基于最大纠缠信道的远程量子信息集中
5.1.2 基于非最大纠缠信道的远程量子信息集中
5.1.3 基于非最大纠缠信道的可控远程量子信息集中
5.2 3?→1 型的可控远程量子信息集中
5.2.1 非最大纠缠信道的制备
5.2.2 可控远程量子信息集中
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
附录A
A.0.1 三维量子态的分裂
A.0.2 四维量子信息的隐形传态
A.0.3 基于非最大纠缠信道的远程信息集中
攻博期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Splitting Unknown Qutrit or Ququart States via Two-Qubit Partially Entangled States Channel[J]. 章文,熊狂炜,左学勤,张子云. Communications in Theoretical Physics. 2013(02)
[2]Perfect quantum teleportation and dense coding protocols via the 2N-qubit W state[J]. 王美玉,闫凤利. Chinese Physics B. 2011(12)
[3]Controlled Teleportation of an Arbitrary Two-Particle State by One EPR Pair and Cluster State[J]. 郭战营,尚晓星,方建兴,肖瑞华. Communications in Theoretical Physics. 2011(11)
[4]Controlled quantum teleportation with Bell states[J]. 王天银,温巧燕. Chinese Physics B. 2011(04)
[5]Perfect teleportation of an arbitrary three-qubit state with the highly entangled six-qubit genuine state[J]. YIN XiaoFeng 1,LIU YiMin 2,ZHANG ZiYun 1,ZHANG Wen 1 & ZHANG ZhanJun 1 1 Key Laboratory of Optoelectronic Information Acquisition & Manipulation of Ministry of Education of China,School of Physics & Material Science,Anhui University,Hefei 230039,China;2 Department of Physics,Shaoguan University,Shaoguan 512005,China. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2010(11)
[6]Deterministic and Multi-Controlled Teleportation of an Arbitrary Unknown Two-Ion State in Ion-Trap System[J]. 林秀. Communications in Theoretical Physics. 2010(06)
[7]Simpler criterion on W state for perfect quantumstate splitting and quantum teleportation[J]. ZUO XueQin1,LIU YiMin2,ZHANG Wen1 & ZHANG ZhanJun11 Key Laboratory of Optoelectronic Information Acquisition & Manipulation of Ministry of Education of China,School of Physics &Material Science,Anhui University,Hefei 230039,China;2 Department of Physics,Shaoguan University,Shaoguan 512005,China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics & Astronomy）. 2009(12)
[8]Economical phase-covariant cloning with multiclones[J]. 张文海,叶柳. Chinese Physics B. 2009(09)
[9]Scheme for Implementing Assisted Cloning of an Unknown d-Dimension Equatorial Quantum State by Remote State Preparation[J]. MA Peng-Cheng~(1,2) and ZHAN You-Bang~(1,3,*)~1Department of Physics, Huaiyin Teachers College, Huaian 223001, China~2College of Physics and Electronic Engineering, Xuzhou Normal University, Xuzhou 221116, China~3CCAST (World Laboratory), P.O. Box 8730, Beijing 100080, China. Communications in Theoretical Physics. 2009(01)
[10]Optimal controlled teleportation via several kinds of three-qubit states[J]. GAO Ting1,2, YAN FengLi2,3 & LI YouCheng3 1 College of Mathematics and Information Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China; 2 Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Hans-Kopfermann-Str. 1, D-85748 Garching, Germany; 3 College of Physics and Information Engineering, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016, China. Science in China（Series G:Physics,Mechanics & Astronomy）. 2008(10)
本文编号：3544496
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