【摘 要】
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量子通信是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。在量子通信中,信息通过量子纠缠效应进行传递,本文将常见的量子纠缠态进行组合,研究了若干基于组合信道的远程制备量子态的方法。首先,本文探究了一种基于单中继和最大纠缠Greenberg-Horne-Zeilinger(GHZ)-Bell态组合信道的联合远程量子态制备方法。进一步地,本文还研究了一种基于单中继和非最大纠缠GH
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量子通信是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。在量子通信中,信息通过量子纠缠效应进行传递,本文将常见的量子纠缠态进行组合,研究了若干基于组合信道的远程制备量子态的方法。首先,本文探究了一种基于单中继和最大纠缠Greenberg-Horne-Zeilinger(GHZ)-Bell态组合信道的联合远程量子态制备方法。进一步地,本文还研究了一种基于单中继和非最大纠缠GHZ-Bell态组合信道的联合远程量子态制备方法。方案中,本地节点共享最大纠缠/非最大纠缠GHZ信道,中继节点与本地节点和远端接收节点间共享Bell对。方案通过纠缠交换操作,可实现本地发送节点为远端接收节点远程制备任意单比特态。本方法中利用非最大纠缠信道以降低方案对量子信道的要求。其次,本文将单中继方案扩展到多中继方案,提出了一种基于多中继和GHZ-Bell组合信道的长距离远程制备任意单比特态方法。方案中,本地节点共享最大纠缠GHZ信道,每个本地节点拥有一条延伸到远端的Bell链。方案借助本地节点的GHZ信道和中继节点间的Bell链克服远距离量子态制备中距离的限制,通过纠缠交换操作,远端节点最终可形成方案所需的量子纠缠信道,从而实现远端发送节点为远端接收节点的任意单比特态制备。最后,通过利用一个Cluster-GHZ态的九比特态组合信道,本文提出了一种远程制备任意三比特态的方案,并且在方案中进一步研究了四种常见噪声(比特翻转、相位翻转、振幅阻尼和相位阻尼噪声)对制备目标态的影响。根据保真度计算结果发现,在四种类型的噪声信道中,相位翻转噪声信道中的保真度下降最快,而比特翻转噪声信道中的保真度始终保持在1。
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